金属基底传感器用SiO 2 绝缘薄膜缺陷形成机理的研究
发布时间：2025-03-15 01:46
在众多的绝缘层材料中,SiO2薄膜具有良好的化学稳定性、致密的表面结构、较低的热膨胀系数、良好的膜基结合力等优点,因此,SiO2薄膜在微电子、半导体、集成电路、薄膜传感器等领域中得到了广泛的应用。本文利用直流脉冲磁控溅射法在室温条件下制备了 SiO2薄膜,并用台阶仪、原子力显微镜、高阻计、X射线衍射仪、透射电子显微镜等设备对薄膜性能进行表征。通过上述表征方法,研究了通过不同工艺方法制备的SiO2薄膜的绝缘性能,并且系统的研究了 SiO2薄膜中缺陷形成的机理。研究结果表明:1.在不同表面粗糙度的Si基底上制备SiO2薄膜,当厚度约为840nm时,其电阻值都小于106Ω,不满足绝缘要求。在相同表面粗糙度的Si基底上制备SiO2薄膜,当薄膜厚度为2.6μm时,薄膜的电阻率为3.3×106Ω·m,满足绝缘要求。透射电子显微镜结果表明,在SiO2薄膜中较低的局域原子密度线性结构缺陷严重降低薄膜的绝缘性。2.通过LabView...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 绝缘薄膜的发展现状
1.2.1 Al2O3绝缘薄膜
1.2.2 SiO2绝缘薄膜
1.2.3 SiNx薄膜
1.2.4 AlNx薄膜
1.3 SiO2绝缘薄膜的优点
1.4 SiO2薄膜的制备方法
1.4.1 蒸发法
1.4.2 溅射法
1.4.3 化学气相沉积法
1.4.4 溶胶—凝胶法
1.5 本文主要研究内容及组织结构
第二章 磁控溅射镀膜理论与表征方法
2.1 磁控溅射镀膜沉积技术简介
2.2 JZFZJ-500S型高真空多功能复合镀膜机设备介绍
2.2.1 设备的工作原理及特征
2.2.2 设备的基本结构形式
2.3 SiO2薄膜性能表征方法
2.3.1 X射线衍射仪(XRD)
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)
2.3.3 原子力显微镜(AFM)
2.3.4 台阶仪
2.3.5 高阻计
2.4 薄膜的制备过程
2.4.1 SiO2薄膜的制备流程
2.4.2 Al电极薄膜的制备流程
2.5 本章小结
第三章 SiO2薄膜绝缘性能及其缺陷形成机理的分析
3.1 基底表面不同粗糙度对SiO2薄膜的绝缘性研究
3.1.1 Si片的表面处理
3.1.2 引脚的制备
3.1.3 实验
3.2 对沉积不同时间的SiO2薄膜绝缘性能的研究
3.2.1 实验
3.2.2 对沉积不同时间SiO2薄膜绝缘性能分析
3.3 对SiO2薄膜绝缘失效的分析
3.4 本章小结
第四章 磁控溅射制备高绝缘SiO2薄膜的实验研究
4.1 多次重复间歇式沉积对SiO2薄膜绝缘性的影响
4.1.1 通过LabView自动控制直流脉冲电源的开关
4.1.2 实验
4.1.3 SiO2薄膜绝缘性的表征
4.1.4 引线连接工艺
4.1.5 多次重复间歇式沉积对SiO2薄膜绝缘性能研究
4.2 在相同时间内进行不同周期SiO2薄膜的制备
4.2.1 利用步进电机的往复运动实现不同的周期
4.2.2 实验
4.2.3 不同周期对SiO2薄膜绝缘性能研究
4.2.4 对SiO2薄膜生长机理的研究
4.3 通过不同周期制备不同时间的SiO2薄膜
4.3.1 实验
4.3.2 不同周期下沉积不同时间的SiO2薄膜绝缘性能研究
4.4 通过不同周期进行多次重复间歇式制备SiO2薄膜
4.4.1 实验
4.4.2 不同周期下进行多次重复间歇式沉积的Si02薄膜绝缘性能研究
4.5 本章小结
第五章 SiO2薄膜绝缘层在薄膜传感器中的应用
5.1 SiO2薄膜绝缘层在NiCr/NiSi薄膜热电偶中的应用
5.1.1 NiCr/NiSi薄膜热电偶的制备
5.1.2 NiCr/NiSi薄膜热电偶的标定
5.1.3 NiCr/NiSi薄膜热电偶测温刀片的铣削实验及结果分析
5.2 SiO2薄膜绝缘层在ITO薄膜应变计中的应用
5.2.1 ITO薄膜应变计的制备
5.2.2 ITO薄膜应变计的性能测试
5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
攻读硕士学位期间申请发明专利情况
致谢
本文编号：4034959
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 绝缘薄膜的发展现状
1.2.1 Al2O3绝缘薄膜
1.2.2 SiO2绝缘薄膜
1.2.3 SiNx薄膜
1.2.4 AlNx薄膜
1.3 SiO2绝缘薄膜的优点
1.4 SiO2薄膜的制备方法
1.4.1 蒸发法
1.4.2 溅射法
1.4.3 化学气相沉积法
1.4.4 溶胶—凝胶法
1.5 本文主要研究内容及组织结构
第二章 磁控溅射镀膜理论与表征方法
2.1 磁控溅射镀膜沉积技术简介
2.2 JZFZJ-500S型高真空多功能复合镀膜机设备介绍
2.2.1 设备的工作原理及特征
2.2.2 设备的基本结构形式
2.3 SiO2薄膜性能表征方法
2.3.1 X射线衍射仪(XRD)
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)
2.3.3 原子力显微镜(AFM)
2.3.4 台阶仪
2.3.5 高阻计
2.4 薄膜的制备过程
2.4.1 SiO2薄膜的制备流程
2.4.2 Al电极薄膜的制备流程
2.5 本章小结
第三章 SiO2薄膜绝缘性能及其缺陷形成机理的分析
3.1 基底表面不同粗糙度对SiO2薄膜的绝缘性研究
3.1.1 Si片的表面处理
3.1.2 引脚的制备
3.1.3 实验
3.2 对沉积不同时间的SiO2薄膜绝缘性能的研究
3.2.1 实验
3.2.2 对沉积不同时间SiO2薄膜绝缘性能分析
3.3 对SiO2薄膜绝缘失效的分析
3.4 本章小结
第四章 磁控溅射制备高绝缘SiO2薄膜的实验研究
4.1 多次重复间歇式沉积对SiO2薄膜绝缘性的影响
4.1.1 通过LabView自动控制直流脉冲电源的开关
4.1.2 实验
4.1.3 SiO2薄膜绝缘性的表征
4.1.4 引线连接工艺
4.1.5 多次重复间歇式沉积对SiO2薄膜绝缘性能研究
4.2 在相同时间内进行不同周期SiO2薄膜的制备
4.2.1 利用步进电机的往复运动实现不同的周期
4.2.2 实验
4.2.3 不同周期对SiO2薄膜绝缘性能研究
4.2.4 对SiO2薄膜生长机理的研究
4.3 通过不同周期制备不同时间的SiO2薄膜
4.3.1 实验
4.3.2 不同周期下沉积不同时间的SiO2薄膜绝缘性能研究
4.4 通过不同周期进行多次重复间歇式制备SiO2薄膜
4.4.1 实验
4.4.2 不同周期下进行多次重复间歇式沉积的Si02薄膜绝缘性能研究
4.5 本章小结
第五章 SiO2薄膜绝缘层在薄膜传感器中的应用
5.1 SiO2薄膜绝缘层在NiCr/NiSi薄膜热电偶中的应用
5.1.1 NiCr/NiSi薄膜热电偶的制备
5.1.2 NiCr/NiSi薄膜热电偶的标定
5.1.3 NiCr/NiSi薄膜热电偶测温刀片的铣削实验及结果分析
5.2 SiO2薄膜绝缘层在ITO薄膜应变计中的应用
5.2.1 ITO薄膜应变计的制备
5.2.2 ITO薄膜应变计的性能测试
5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
攻读硕士学位期间申请发明专利情况
致谢
本文编号：4034959
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/4034959.html
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