複晶矽P－N接面型的熱感元件

Abstract

為了提高元件的積體度及信賴度, 薄膜技術是未來IC工業必然的趨勢。本文利用薄膜 技術來嘗試開發新的熱感元件。首先利用複晶矽製作P–N接面來探討其I–V特性對溫 度的關係。其製程方法為先在晶片上長一層氧化層; 隨後利用低壓化學氣相沈積法長 一層厚度為6000A° 的複晶矽; 利用電漿蝕刻定義出島狀區; 接著利用光阻定義出P- type區以接受離子佈植; 再利用光阻定義出N-type區以接受離子布植。Contact hole 挖完後再鍍上鋁線, 即形成薄膜的複晶矽二極體。 經由此製程所得到的元件, 其1–V特性呈現出generation-recombination的機構。在 相同順向電流的情況下, 溫度升高時, 順向電壓會降低, 且兩者呈現一種直線的關系 , 這意謂著複晶矽的P–N接面的確可用來當作熱感元件。 為了提高熱感元件的靈敏度, 我們嘗試改變P-type的佈植濃度、元件的大小、以及元 件的串聯數目, 看對靈敏度是否會造成影響。就濃度的變化而言, 當濃度為2E14/cm 時, 靈敏度會隨著順向電流的增加而增加; 當濃度為1E15/cm 時, 靈敏度會達到一個 飽和值, 且濃度低的靈敏度恆比濃度高的要來的大。就元件的大小而言無論是低濃度 或是高濃度, 元件周長的改變似乎對靈敏度而言沒有多大的差異。就元件的串聯數目 而言, 串聯的數目越多, 則靈敏度越大。此外, 靈敏度對順向電流的關係, 不會因串 聯數目而改變。也就是說, 濃度低的靈敏度還是比濃度高的要來的大, 且高濃度的靈 敏度亦有飽和的現象。