采用化学气相淀积工艺制备了多晶硅纳米膜,通过对薄膜淀积、高温退火以及掺杂工艺的深入研究,获取了多晶硅纳米膜制备的理想工艺参数。建立了压阻效应测试系统,研究了纳米膜的晶粒长度、厚度、淀积温度及掺杂浓度对压阻特性以及温度特性的影响,确定了多晶硅纳米膜压敏电阻的制备工艺。基于隧穿及能带分裂理论,建立了多晶硅隧道压阻模型,给出了高掺杂多晶硅薄膜晶界隧穿压阻系数与晶粒压阻系数的定量关系;基于实验数据和模拟仿真结果,定量得出多晶硅纳米膜应变系数与掺杂浓度的对应关系。此外,对多晶硅纳米膜的金属接触电极、钝化层、电学调阻进行了实验研究及理论分析。对多晶硅纳米膜压力传感器进行有限元仿真,对传感器的结构进行了优化设计。利用多晶硅纳米膜作为传感器压敏电阻,制定完整工艺流程,突破了传感器研制过程中的关键工艺,研制出了首个多晶硅纳米膜压力传感器。该压力传感器的量程为0-0.6MPa。在0-200℃的温度范围内,对所研制传感器的性能进行了测试,常温下灵敏度可达22.23mV/V/MPa,在0-200℃范围内,灵敏度温度系数为-0.098%/℃,零点温度系数为-0.017%/℃。
英文主题词pressure sensor; nano film; polysilicon; piezoresistive effect