本文關(guān)鍵詞：高精度MEMS加速度計(jì)中歐姆接觸工藝研究

  更多相關(guān)文章： 金屬連接 AuSb 歐姆接觸 穩(wěn)定性

【摘要】：微加速度計(jì)、微陀螺儀、CMOS,晶體管等半導(dǎo)體器件的信號(hào)引出是影響器件性能的一個(gè)重要因素。為了實(shí)現(xiàn)金屬電極一半導(dǎo)體之間信號(hào)從整流特性到線性低阻歐姆接觸的轉(zhuǎn)變，根據(jù)需求和功能的不同，可以選擇不同的歐姆接觸制作方案。我們?cè)谘械膬煞N硅基MEMS加速度計(jì)為了實(shí)現(xiàn)硅基底的接地屏蔽，需要在金屬電極與硅基底之間制作良好的歐姆接觸。本文在調(diào)研近些年不同基底上實(shí)現(xiàn)歐姆接觸的制備方法與測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合物理學(xué)理論，針對(duì)在研加速度計(jì)對(duì)歐姆接觸的需求，選擇了制備方法簡(jiǎn)單、工藝兼容性好的AuSb與n-Si歐姆接觸工藝，并使用矩形傳輸線和環(huán)形傳輸線模型對(duì)接觸電阻率講行測(cè)定。制作討程中，，通過(guò)對(duì)悍墊上預(yù)制的AuSh/NiCr/Au三層金屬結(jié)構(gòu)低溫退火即可實(shí)現(xiàn)良好的歐姆接觸。論文對(duì)歐姆接觸制作過(guò)程中影響工藝的多種參數(shù)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)對(duì)退火溫度、退火時(shí)間、膜厚、升降溫速率和鍍膜材料的影響進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，并對(duì)該歐姆接觸的合金形成機(jī)制有了較為深入的理解。在研究AuSb與n-Si的歐姆接觸的工藝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，為了提高矩形傳輸線模型測(cè)量電阻率的準(zhǔn)確性，在0.5mm×5mm的電極尺寸時(shí)，合適的Si片電阻率應(yīng)小于0.02Ω·cm。分析并驗(yàn)證了AuSb中Sb原子在歐姆接觸形成過(guò)程中的作用，發(fā)現(xiàn)中間層NiCr可以起到阻擋和粘附的作用，AuSb層厚度對(duì)電阻率的影響很小，基本可以忽略；合金溫度對(duì)電阻率的影響很大，當(dāng)退火溫度從AuSi共晶點(diǎn)溫度3630-C升到4250℃時(shí)，歐姆接觸電阻率從10-1Ω·cm2量級(jí)降到10-3Ω·cm2量級(jí)。發(fā)現(xiàn)AuSb與Si合金化過(guò)程在幾分鐘內(nèi)便可完成，延長(zhǎng)退火時(shí)間對(duì)結(jié)果沒(méi)有影響，并且10℃/min到40℃/min范圍內(nèi)的升溫速率和冷卻速率對(duì)于結(jié)果也幾乎沒(méi)有影響，證實(shí)了該歐姆接觸的制作工藝窗口較寬；經(jīng)過(guò)循環(huán)加熱和長(zhǎng)期存放后，再次測(cè)試表明歐姆接觸電阻率保持穩(wěn)定不變，證明了該歐姆接觸制作工藝的穩(wěn)定性。通過(guò)以上研究，針對(duì)Si片電阻率為0.014Ω·cm、晶向?yàn)?100)的Si片，通過(guò)對(duì)AuSb/NiCr/Au三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行425℃退火，我們得到的歐姆接觸電阻率為(00025±0.0005)Ω·cm2的歐姆接觸。
【關(guān)鍵詞】：金屬連接 AuSb 歐姆接觸 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH824.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 歐姆接觸研究概況9-13
• 1.3 碩士期間的主要工作13-15
• 2 歐姆接觸的能帶理論與測(cè)試方法15-26
• 2.1 金硅歐姆接觸的能帶理論15-17
• 2.2 金硅歐姆接觸的電阻率的理論計(jì)算17-20
• 2.3 歐姆接觸的接觸電阻率的測(cè)試方法20-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 金銻歐姆接觸的工藝過(guò)程26-47
• 3.1 金銻歐姆接觸的合金過(guò)程26-29
• 3.2 金銻歐姆接觸的工藝過(guò)程29-32
• 3.3 金銻歐姆接觸制備的工藝效果評(píng)價(jià)32-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 4 金銻歐姆接觸的工藝條件測(cè)試47-63
• 4.1 時(shí)間等對(duì)金銻歐姆接觸的影響47-52
• 4.2 溫度對(duì)金銻歐姆接觸的影響52-55
• 4.3 環(huán)形傳輸線模型的結(jié)果驗(yàn)證55-56
• 4.4 金銻歐姆接觸的穩(wěn)定性測(cè)量56-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 5 總結(jié)與展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 附錄1 碩士期間完成的論文71-72
• 附錄2 硅的基本參數(shù)與某組實(shí)際退火曲線72

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 陳長(zhǎng)風(fēng);時(shí)偉;吳美平;曹聚亮;安臣;;基于MEMS加速度計(jì)的無(wú)陀螺車輛導(dǎo)航技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2014年03期

2 徐哲;劉云峰;董景新;;基于相關(guān)向量機(jī)的MEMS加速度計(jì)零偏溫漂補(bǔ)償[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2013年11期

3 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 齊敏;孫泉;喬?hào)|海;;斬波穩(wěn)定∑△調(diào)制器的設(shè)計(jì)及其在MEMS加速度計(jì)中的應(yīng)用[A];2009’中國(guó)西部地區(qū)聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 周建鳳;基于MEMS加速度計(jì)和陀螺儀的傾角測(cè)量系統(tǒng)的研究[D];浙江工商大學(xué);2015年

2 王超;高精度MEMS加速度計(jì)中歐姆接觸工藝研究[D];華中科技大學(xué);2015年

3 熊飛;MEMS加速度計(jì)前端放大器設(shè)計(jì)及系統(tǒng)建模與仿真[D];電子科技大學(xué);2010年

4 聶拓;MEMS加速度計(jì)伺服芯片數(shù)字控制電路研究[D];湘潭大學(xué);2013年

本文編號(hào)：935867