PECVD氮化硅薄膜性能研究及熱學(xué)測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的飛速發(fā)展，器件的尺寸變得越來(lái)越小，在微/納米尺度下，薄膜的熱學(xué)性能顯得越發(fā)重要，其熱性能的好壞直接決定著MEMS器件的穩(wěn)定性。但是在尺寸效應(yīng)的影響下，薄膜的熱物性和塊體材料的表現(xiàn)出很大的差異性，經(jīng)典的測(cè)試?yán)碚撘褵o(wú)法適應(yīng)于薄膜熱學(xué)性能的測(cè)試。此外，氮化硅是一種物理和化學(xué)性能都很優(yōu)秀的半導(dǎo)體材料，在IC和MEMS器件領(lǐng)域，氮化硅是介電層以及表面鈍化層的首選功能性材料，這就要求氮化硅薄膜具有良好的熱物性。因此針對(duì)氮

2、化硅薄膜的熱學(xué)性能，特別是熱導(dǎo)率，設(shè)計(jì)相應(yīng)的微測(cè)試結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試和分析有著重大的意義。
　　首先，本文簡(jiǎn)單描述了制備高頻氮化硅的 PECVD設(shè)備，并詳細(xì)地記錄了硅烷和氨氣的流量比、工作壓強(qiáng)、基板溫度的變化對(duì)氮化硅薄膜特性（折射率、密度和沉積速率）的影響，并使用origin軟件對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行了分析和研究。
　　其次，簡(jiǎn)要介紹了有限元仿真軟件 COMSOL獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。提出了熱導(dǎo)率測(cè)試模型—懸臂梁結(jié)構(gòu)，并使用 COMS

3、OL軟件從熱學(xué)方面和力學(xué)方面對(duì)懸臂梁進(jìn)行了仿真分析，了解了懸臂梁溫升的最大值隨其長(zhǎng)度的增加而增大的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了懸臂梁的長(zhǎng)寬比總是大于9才能使懸臂梁結(jié)構(gòu)滿足一維熱傳導(dǎo)模型。
　　最后，本論文著重討論了氮化硅熱導(dǎo)率測(cè)試結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制備。使用 L-edit軟件對(duì)測(cè)試版圖進(jìn)行了改進(jìn)，比如犧牲層不再圖形化，這樣避免了鋁引線爬坡問(wèn)題，電連接可靠性基本不再受限于此問(wèn)題。此外，把加熱測(cè)溫條寬度增加，降低工藝的難度。然后介紹了5英寸版圖三層結(jié)構(gòu)的材