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1、分类号UDC密级公开硕士研究生学位论文SiC薄膜制备与压阻特性研究申请人:贺崇煊学号:2151252培养单位:电子工程学院学科专业:微电子学与固体电子学研究方向:传感器MEMS指导教师:赵晓锋完成日期:2018年4月18日中文摘要SiC薄膜是宽禁带半导体材料，它具有热稳定性好、机械强度高、抗腐蚀、抗辐照等优异特性。本课题开展了SiC薄膜制备工艺研究，采用射频磁控溅射方法分别在单晶Si衬底和SiO2层上制备了SiC薄膜，利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外可见光光度计、台阶仪等仪器对薄膜的微结构、表面形貌、禁带宽度
2、等特性进行分析。在两种衬底类型上分别研究了溅射功率、沉积时间、衬底温度、退火温度等因素对SiC薄膜微结构特性的影响。两种衬底上生长的SiC薄膜的XRD图谱中，在33.5°处观察到SiC衍射峰，具有较好的（111）择优取向；并对玻璃衬底上生长的SiC薄膜进行光学特性分析，可得SiC薄膜禁带宽度可达2.89eV。在此基础上，基于MEMS技术设计了SiC薄膜压阻特性测试结构，采用剥离工艺和磁控溅射法制备了SiC薄膜测试电阻，并利用深槽刻蚀技术完成了具有SiC薄膜电阻的悬臂梁结构释放，实现了测试结构芯片的制作，并采用内引
3、线压焊技术进行了芯片封装。通过SiC薄膜的制备和特性的研究，本文在SiO2/Si衬底上实现SiC薄膜的制备。采用台阶仪、真空气氛管式电炉和半导体特性分析系统搭建了SiC薄膜特性测试系统，对SiC薄膜电阻的温度特性和压阻特性进行测试，所制备的SiC薄膜电阻的温度系数为−2002ppm/℃，SiC薄膜电阻变化率߂ܴ/ܴ与外加作用力F的比值为6.19×10-2/mN。关键词：MEMS技术；射频磁控溅射；SiC薄膜；微结构；压阻特性-I-AbstractSiCfilmisawidebandgapsemiconductor
4、material,whichhasexcellentpropertiessuchasgoodthermalstability,highmechanicalstrength,corrosionresistance,andradiationresistance.Inthisresearch,thepreparationofSiCthinfilmswasstudied.Inthisresearch,thepreparationofSiCthinfilmswasstudied.TheSiCthinfilmswerepre
5、paredonsinglecrystalSisubstrateandSiO2layerbyRFmagnetronsputteringmethod.TheX-raydiffraction,scanningelectronmicroscopy,UV-VisiblespectrophotometerandStepprofilerwereadoptedtoanalyzethemicrostructure,surfacemorphology,bandgapandothercharacteristicsoftheSiCthi
6、nfilms.Theeffectsofsputteringpower,depositiontime,substratetemperature,andannealingtemperatureonthemicrostructurecharacteristicsofSiCthinfilmswerestudiedontwosubstratetypes.IntheXRDpatternofSiCfilmsgrownonbothsubstrates,SiCdiffractionpeakswereobservedat33.5°,
7、showagood(111)preferredorientation.ThroughtheopticalcharacteristicanalysisoftheSiCthinfilmswhichweredepositedontheglasssubstrates,thebandgapoftheSiCthinfilmscouldreach2.89eV.Onthebasis,thepiezoresistivecharacteristicteststructureofSiCthinfilmwasdesignedbasedo
8、nMEMStechnology.TheSiCfilmtestresistancewaspreparedbystrippingprocessandmagnetronsputteringmethod,andthecantileverbeamwithSiCfilmresistancewascompletedbydeepgrooveetchingtechnology.Achiev
