用于热机械微纳加工的掺Al多晶硅加热器

• 作者: 荣皓 褚家如 赵钢
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 热机械加工 微加热器 Al诱导退火晶化(AIC) 多晶硅
• 年，卷（期）: 2011,（1）
• 页码范围: 124-131
• 分类号: TN305
• 字数: 3901字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20111901.0124

摘要

针对热机械式微纳米结构的加工,提出了一种以掺Al多晶硅为材料,集成于微悬臂梁上的加热器.采用Al诱导退火晶化(AIC)方法,在750 K对Al/a-Si∶H复合薄膜低温晶化18 h,制备出掺Al多晶硅.通过低温退火,使复合薄膜的拉曼特征峰由478 cm-1移至520 cm-1,完成由非晶硅向多晶硅的转变;由四探针仪测得室温下样品的电阻率由退火前的1010 Ω·cm降至16.8×10-3Ω·cm,实现了多晶硅的Al掺杂;在扫描电镜下观测到退火后Al与a-Si∶H层的界限消失并形成一层均匀的薄膜;这些结果表明得到了晶化程度很高的Al掺杂多晶硅.继而研究了掺Al多晶硅与氮化硅悬臂梁的集成工艺,采用微加工方法将掺Al多晶硅制成微加热器.使用ANSYS软件仿真加热器的工作过程,在10 V,0.3 μs脉冲驱动下,加热器升温至782.8 K,降温时间约1 μs.仿真分析显示,采用AIC法制得的掺Al多晶硅具有良好的热电特性,符合用于对高分子材料进行热机械微纳加工的微加热器的性能要求.