高温压力传感器的新进展——金刚石微压力传感器

工业上的某些场合要求压力传感器能够在高温、高辐射以及恶劣的环境下正常工作。金刚石的某些特殊性质 (如化学上的惰性、高的杨氏模量 )以及极大的压阻效应使其成为制作压阻型压力传感器的极佳材料。本文对利用多晶金刚石薄膜制造的新型高温、高灵敏度的压阻型金刚石微压力传感器 ,包括其原理、结构及其制造技术作了详细介绍。这种传感器适用于勘探、航空航天以及汽车工业。此外 ,还阐述了金刚石微压力传感器的研究现状 。

压阻式金刚石压力传感器的优化设计

介绍了一种新型金刚石高温压力传感器的优化设计方法。采用薄板弯曲理论研究了均匀载荷作用下多晶金刚石方膜在小挠度和大挠度下的应变分布情况。对设计时应当考虑的主要问题包括金刚石力敏电阻条的掺杂浓度 ,电桥的形式 ,电阻条在膜片上的分布以及电阻条的有效长度和形状等进行了讨论。利用模拟程序确定了力敏电阻条的最优有效长度 ,分析了敏感膜片厚度 ,方块电阻等因素对电阻条有效长度和输出响应的影响。

压阻式金刚石微压力传感器

工业上的某些场合要求压力传感器能够在高温、高辐射以及恶劣的环境下正常工作。金刚石的某些特殊性质 (如化学上的惰性、高的杨氏模量 )以及极大的压阻效应使其成为制作压阻型压力传感器的极佳材料。对利用多晶金刚石薄膜制造的新型高温、高灵敏度压阻型金刚石微压力传感器的原理、结构及其制造技术作了详细介绍。这种传感器适用于勘探、航空航天以及汽车工业。此外 ,还阐述了金刚石微压力传感器的研究现状 ,并进一步指出目前存在的问题。

复合金刚石薄膜的介电特性

利用热丝大面积金刚石薄膜气相合成 ( CVD)装置制备了复合金刚石薄膜 ,并对其表面和断面分别进行了扫描电镜 ( SEM)、原子力显微镜 ( AFM)和 Raman光谱表征 .研究了该复合结构的介电性能 ,利用共振电路测量了高频下薄膜的介质损耗与频率的关系 .结果表明 ,复合结构由普通多晶金刚石薄膜和纳米金刚石薄膜组成 ,薄膜的表层结构体现了纳米金刚石的特征 .复合金刚石薄膜不仅具有表面光滑的优点 ,介电性能也接近于常规的多晶金刚石薄膜 ,是一种较好的电子材料 。

电子浴辅助阴极电弧源活性反应离子镀合成AlN薄膜

利用电子浴辅助阴极电弧源活性反应离子镀法 ,在 Si、Mo和不锈钢等基材上合成 Al N薄膜 ;采用 SEM、XRD及 IR对薄膜的表面形貌、晶体结构进行了分析。结果表明 ,用此法可以合成高质量的 Al N薄膜 ,而且具有合成速度快、设备简单等优点 。

电子浴辅助阴极电弧源法合成AlN薄膜影响因素研究

研究了 N2 流量、阴极偏压、工作气压等工艺参数对电子浴辅助阴极电弧源法合成 Al N薄膜质量的影响规律及其原因。

电子浴辅助阴极电弧源法合成AlN薄膜机理初探

研究了电子浴辅助阴极电弧源法合成 Al N薄膜的形核生长过程 。

热丝CVD法生长纳米金刚石薄膜的研究

系统地研究了热丝CVD法中反应气体压力对沉积产物金刚石薄膜的形貌和拉曼谱图的影响,提出了热丝CVD生长纳米金刚石薄膜的新工艺,并在50mm硅片上沉积得到高质量的多晶纳米金刚石薄膜。高分辨透射电镜分析表明,薄膜的晶粒尺寸约为10nm,〈111〉晶面间距为0.2086nm,与标准值0.2059nm很接近,晶粒周围由非晶结构包围。紫外激光拉曼光谱有尖锐的金刚石峰和明显的石墨峰。

压阻式金刚石压力微传感器的制作与测试

由于金刚石薄膜具有优良的高温压阻特性,适合于制作高温压力传感器。在Φ50mm〈100〉硅单晶衬底上用热丝CVD法生长本征多晶金刚石薄膜作为绝缘隔离层,通过掩模选择性生长法得到掺硼金刚石薄膜电阻条,再经金属化处理和腐蚀硅压力腔,得到了压阻式金刚石压力微传感器的原型器件。对该器件的压力输出特性测量表明,输出电压—压力曲线线性较好,重复性好,常温下灵敏度高。

常规与纳米金刚石薄膜介电性能的比较

用热丝CVD方法制备了常规和纳米金刚石薄膜。测量了其电阻率、介电常数和损耗角正切值。实验结果表明 ,常规金刚石薄膜的电导率、损耗角正切值均小于纳米金刚石薄膜 ,介电性能比较理想。两种薄膜的介电常数基本相同 ,损耗角正切值在1 0 5 Hz处都有弛豫极大值 ,表明在该频率范围内 ,主要为弛豫损耗机制。

工艺参数对电子浴辅助阴极电弧源法合成AlN薄膜的影响

介绍了一种应用电子浴辅助阴极电弧源法合成AlN薄膜的新方法 ,研究了N2 流量、阴极偏压、工作气压等工艺参数对合成AlN薄膜质量的影响规律。结果表明 ,随N2 流量的增加 ,AlN薄膜的质量得以提高 ,当N2 流量达到 30mL·min-1时 ,可合成较纯净的AlN薄膜 ;阴极偏压主要影响合成薄膜的结晶状况 ;此外 。

不同设计参数对SOI射频开关小信号的影响

基于0.2μm SOI RF工艺平台,设计了串联支路、并联支路、单刀单掷、单刀双掷等电路结构,分析研究了单级宽度、级联数目、偏置电阻、偏置电压等设计参数对射频开关小信号特性的影响。通过实验数据,讨论各参数对射频开关小信号特性,主要包括射频开关的插入损耗和隔离度的影响,为射频开关设计提供参考。

不同设计参数对SOI射频开关谐波性能影响的分析研究

基于0.2μm SOI RF工艺平台,设计了串联支路,并联支路,单刀单掷,单刀双掷等电路结构,研究单级宽度,级联数目等设计参数对射频开关谐波性能的影响。通过实验数据,分析讨论各参数对射频开关谐波性能的影响变化趋势,阐明了产生变化的机制,为射频开关设计提供参考。

金刚石薄膜图形化技术的研究

从金刚石薄膜半导体器件的实用要求出发,比较了金刚石薄膜的各种图形化技术,研究了它们各自的特点和适用性,如播种法选择性生长、掩膜法选择性生长、离子束刻蚀和反应离子刻蚀技术等。

金刚石/硅(001)异质界面的分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法模拟研究了未重构的金刚石 /硅 (0 0 1)面相接触时界面层原子的弛豫过程及所形成的异质界面的结构特征 .硅碳二元系统中原子间的相互作用采用Tersoff多体经验势描述 .弛豫前沿 [110 ]与 [110 ]方向界面碳硅原子数之比均为 3∶2 .界面碳硅原子总数之比为 9∶4.弛豫后金刚石与硅界面处晶格匹配方式改变为[110 ]方向基本上以 3∶2关系对准 ,而 [110 ]方向大致以 1∶1关系对准 .相应地 ,界面碳硅原子总数之比接近 3∶2 .界面下方部分第二层硅原子在弛豫过程中向上迁移至界面是引起这种变化的原因 ,同时该层其他原子及其底下一到两个原子层厚度的区域在 [0 0 1]方向上出现一定程度的无序化转变倾向 .金刚石 /硅异质界面处的硅碳原子发生强烈键合 ,形成平均键长为 0 189nm的硅碳键 .研究证实 ,晶格匹配主要呈现界面及其附近硅原子迎合界面碳原子排列的特点 .

多晶硅栅耗尽导致的SRAM单比特位失效分析(英文)

本文分析了一种静态随机存储器单比特位失效的机理。通过纳米探针测量,发现该比特位写操作失败是由负责存取的N型晶体管的驱动力较弱导致。TEM分析显示该晶体管的多晶硅栅中晶粒尺寸较大,这有可能导致栅的功函数变化以及靠近栅介质层区域的掺杂较轻。我们用SPICE模拟证实了晶体管驱动力变弱的原因是局域的多晶栅耗尽。