автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Токовый отжиг поликремниевых тензорезисторов

р у ^ 1 г^одибирссий государстпенньгц технический университет I ^ 1995 На правах рукописи

УДК 621.315.592

СПУТАЙ Сергей Владимирович

ТОКОВЫЙ ОТЖИГ ПОЛИКРЕМНИЕВЫХ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ

Специальность 05.27.01 - твердотельная электроника и

микроэлектроника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 1995

Работа выполнена на кафедре Прикладной и теоретической физики Новосибирского государственного технического университета.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Гридчин В.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Серьезное А.Н.

кандидат физико-математических наук Макаров Е.А.

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт физических измерений, г. Пенза

Защита состоится 19 сентября 1995 г. в 15 час. 00 мин. на заседании Специализированного Совета К 063.34.04 по техническим наукам при Новосибирском государственном техническом университете по 'адресу: 630092, г. Новосибирск-92, пр. Карла Маркса, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан "_ аш уста 1995 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат техн. наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время тонкие пленки поликристаллического кремния находят широкое применение в качестве материала используемого как в микроэлектронике, так и в сенсорной электронике, в частности, при создании теторезисторов в интегральных тензопреобразователях механических величин. Использование поликремния в этом случае обусловлено рядом преимуществ по отношению к традиционно используемым для этих целей кремниевым диффузионым тензорезисторам: это расширенный до 250...300 °С температурный диапазон работы, стабильность характеристик, более низкие значения и большая линейность температурных и нагрузочных характеристик, возможность осаждения на различные диэлектрические подложки. Дополнительным и важным преимуществом поликремниевых резисторов является возможность управления величиной их сопротивления при помощи пропускания через них тока превышающего некоторое пороговое значение. Поскольку количественная информация по этому эффекту в поликристаллическом кремнии в литературе представлена весьма скудно, то- эта дополнительная степень свободы требует детального исследования с целью определения основных факторов и условий, влияющих на ее возникновение, а также практического ее использования как для балансировки мостовых измерительных схем в интегральных тензопреобразователях (и других устройствах), после окончательной сборки прибора (т.е. когда уже никакой этап изготовления не повлияет на регулируемый параметр), так и для получения дополнительной информации об электрофизических свойствах сильнолегированного поликремния (а именно, областей границ зерен, поскольку они в первую очередь оказываются подверженными токовому отжигу).

Целью диссертационной работы являлось:

определение условий возникновения эффекта токового отжига в зависимости от характеристик поликремниевых резисторов и окружающей их среды,

исследование изменения электрофизических характеристик поликремниевых текзорезисторов после воздействия токового отжига,.

разработка методики исследования электрофизических характеристик сильнолегированных поликремниевых тензорезисторов с ^пользованием токового отжига.

разработка основных принципов использования эффекта токового отжига для коррекции характеристик тензочувствительных мостовых схем с поликремниевыми тензорезисторами.

Для достижения этих целей необходимо было решить следующие задачи:

определить параметр ответственный за пороговое возникновение эффекта!

экспериментально определить зависимость порогового тока от Характеристик резистора и окружающей резистор среды, разработать феноменологическую модель,

экспериментально определить зависимость величины порогового тока от длительности импульса, разработать феноменологическую модель,

исследовать возможность использования токового отжига для исследования свойств поликремнневых тензорезисторов,

экспериментально исследовать электрофизические свойства поликремниевых тензорезисторов и их изменение под действием импульсного токового отжига,

экспериментально исследовать влияние токового отжига на характеристики тензочувствительных мостов с поликремниевыми тензорезисторами,

разработать основные принципы коррекции параметров мостовых схем с поликремниевыми тензорезисторами при помощи токового отжига.

Научная новизна работы:

впервые разработана количественная феноменологическая модель процессов, происходящих в поликремниееом резисторе при импульсном токовом отжиге, получены аналитические выражения, позволяющие определить величину и длительность импульса тока необходимого для возникновения эффекта отжига, в зависимости от характеристик резистора и окружающей его среды,

впервые экспериментально определены величины и длительности порогового тока при различных значениях сопротивления поликремниевых резисторов,

впервые разработана и экспериментально проверена феноменологическая модель ретроградного изменения сопротивления поликремниевого резистора при токовом отжиге,

впервые описаны и экспериментально определены параметры временного дрейфа величины сопротивления шликремниевого резистора после импульсного токового отжига,

впервые разработаны основы методики использования импульсного токового отжига для определения электрофизических свойств областей границ зерен в сильно легированном полнкремнии,

впервые по указанной методике определены свойства областей границ зерен в сильнолегированиом поликремнии при нескольких различных значениях концентрации легирующей примеси,

впервые количественно определены изменения электрофизических свойств поликремниевых тензорезисторов после импульсного токового отжига,

впервые разработаны основные принципы коррекции характеристик интегральных тензопреобразователей механических величин с поликремниевыми тензорезисторамн при помощи токового импульсного отжига.

Практическая значимость работы:

получены аналитические выражения, позволяющие определить величину и длительность импульса тока необходимого для возникновения эффекта отжига, в зависимости от, характеристик резистора и окружающей его среды, проведено сравнение с экспериментальными результатами, показавшее хорошее совпадение,

разработаны основы методики изменения величин сопротивления и его температурного коэффициента поликремииевого резистора при помощи токового отжига,

разработаны основные принципы коррекции величины начального разбаланса и его температурной зависимости для мостовых схем интегральных тензопреобразователей механических величин с поликремниевыми тензорезисторамн при помощи токового импульсного отжига.

показана эффективность использования токового отжига для устранения начального разбалаланса и его температурной зависимости, сформулированны условия необходимые для одновременного устранения обоих факторов, . • •

создана экспериментальная установка для проведения импульсного токового отжига. , •

На защиту выносятся следующие основные положения:

1) феноменологическое описание эффекта токового отжига в поликристаллическом кремнии, включающее в себя комплекс зависимостей необходимых для практического его осуществления,

2) экспериментально полученные значения параметров процесса шокового отжига,

3) комплекс зависимостей, иллюстрирующих изменение электрофизических характеристик поликремниевых тензорезисторов под действием токового отжига,

4) методика определения характеристик областей границ зерен в сильнолегированном поликремнии с использованием токового отжига,

5) основные принципы и практическое использование токового отжига для коррекции параметров мостовых измерительных схем интегральных тензопреобразователей механических величин с силыюлегированными поликремниевыми тензорезисторами.

Апробация работы.

Результаты диссертационой работы докладывались и обсуждались

на:

44-й Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио, (г. Новосибирск, 1989),

Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения", АПЭП-90, (г. Новосибирск, 1990),

IV Всесоюзной конференция "Сенсор-91", (г. Ленинград, 1991), Международной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения", АПЭП-92, (г. Новосибирск, 1992),

Российской конференции, посвященной Дню радио, (г. Новосибирск, 1993),

Международной конференции "Датчики электрических и . неэлектрических величин", Датчик-93, (г. Барнаул, 1993),

Российской конференции "Информатика и проблемы телекоммуникации", (г. Новосибирск, 1994),

Всероссийской конференции "Методы и средства измерения механических параметров в системах контроля и управления", (г. Пенза, 1994),

Международной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения", АПЭП-94, (г. Новосибирск, 1994),

The joint 4th Int. Symp. on Trends and New Applications in Thin Films - TATF'94 and the 11th Conference on High Vacuum, Interfaces and Thin Films - HVITF'94, (Germany, Dresden, 1994).

Международной конференции "Информатика il проблемы телекоммуникации", (Новосибирск, 1995),

The 4th International Workshop MEASUREMENT'95, (Slovakia, Smolenice, 1995).

Публикации по теме работы.

Основное содержание работы изложено в 24 печатных работах, 2 из которых - научно-технические отчеты. Список работ приводится в конце автореферата.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 255 страниц, включая 147 страниц машинописного текста, 94 рисунка, 3 таблицы, список цитируемой . литературы из 105 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, представлены научная новизна и практическая ценность'данной работы, определены положения, выносимые [¡а защиту.

В первой главе, носящей обзорный характер, отмечается, что: пленки поликристаллического кремния в настоящее время широко используются в микроэлектронике и сенсорной электронике,

тензопреобразователи с пояикремниевымп тензорезисторами перспективны для использования в сенсорах механических величин, поскольку обладают целым рядом важных особенностей,

в пленках аморфных и полпкрясталлнчЕскнх полупроводников обнаруживается эффект изменения величины их электрического сопротивления достигаемый путем приложения определенного напряжения (тока). Однако, в литературе отсутствует полная количественная информация о параметрах токового отжига в сильнолегирозаннои поликристаляическом кремнии, что сдерживает использование этого эффекта на пратпике,

электрофизические свойства полгаристаллического кремния имеют ряд особенностей, , для объяснения которых ' используют комбинированную модель, учитывающую захват свободных носителей на состояния границ зерен н сегрегацию атомов легирующей примеси на границах зерен. Однако, в случае сильного легирования вклад границ зерен в электрофизические свойства в настоящее время не объяснен и

количественно не охарактеризован, не существует простого и удобного метода, позволяющего разделить вклады в электрофизические свойства поликремния, создаваемые внутренними областями зерен и их границами,

в настоящее время изготовление отдельных элементов устройств характеризуется некоторым технологическим разбросом параметров. При создании прецизионных изделий используют различного рода подгоночные процедуры. Однако, в силу специфики не все традиционные методы подгонки могут быть использованы при изготовлении микроминиатюрных интегральных кремниевых устройств.

На основании обзора литературных данных были сформулированы основные задачи, выбран объект и методы исследования.

Во второй главе описана технология изготовления тесювых структур и методика измерения электрофизических свойств поликремниевы х теторезисторов.

В практике исследования характеристик измерительных мостовых резисторных схем часто приходится решать обратную задачу: по характеристикам замкнутого моста определить индивидуальные характеристики одного из резисторов. Рассмотрены вопросы определения величин сопротивления и, впервые, чувствительности отдельных резисторов по их характеристикам в составе замкнутою моаа Уитстона.

Разработана, создана и испытана экспериментальная установка для проведения импульсного токового отжига. Установка позволяет подавать на образец прямоугольные импульсы тока длительности 10... 1000 мкс и амплитуды до 150 мА.

Токовый отжиг производился подачей одиночных прямоугольных импульсов тока различной величины и длительности. Наблюдение за разогревом осуществлялось на экране осциллографа.

С использованием установки разработана методика определения параметров тепловой динамической модели поликремнневых резисторов, методика определения порогового тока для токового огжига.

Рассмотрено влияние геометрических размеров тензорезисюров и упругих свойств изолирующего окисла на коэффициент передачи деформации через пленку изолирующею окисла от кремниевой мембраны к тензорезистору. Приведена формула, позволяющая, в согласии с экспериментом, рассчитать коэффициент передачи.

В силу большой важности при тепловых процессах, происходящих при токовом отжиге поликремниевых ре ¡историк, авюром было

экспериментально измерено значение удельной теплопроводности тонкой пленки изолирующего термического диоксида кремния: ХоХ= 2 Вт/(мК).

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований токового отжига и его влняния на электрофизические характеристики поликремниевых тензорезнсторов.

Для определения параметра, ответственного за возникновение эффекта токового отжига, (напряженность электрического поля или пороговая температура), измерялась величина порогового тока при различных длительностях импульсов тока. Выявлено, что отжиг начинался при существенно различных значениях напряженности электрического поля, но температура Тк, достигаемая в резисторах и оцениваемая по мгновенной величине сопротивления резистора, оказывалась практически одинаковой ~1300 К для различных длительностей импульсов. По наилучшему совпадению с экспериментальными данными в диапазоне длительностей 10...1000 мке получена формула, связывающая длительность импульса Ти с величиной порогового тока 1Кггл для поликремниевых резисторов размером 200мкмх20мкмх0.бмкм используемых при создании интегральных тензопреобразователей, сопротивлением при комнатной температуре /?(7о), и температурным коэффициентом сопротивления ТСЯ:

, гц =3.76-10-* -ехр

0)

0.63 '

Для определения параметров эквивалентной динамической тепловой модели поликремниевого резистора, описанной в главе 4, были проведены эксперименты по изучению динамики разогрева резисторов в зависимости от величины подаваемого тока. Получена связь параметров эквивалентной модели с реальными электротепловыми параметрами поликремниевого резистора и его окружения.

Приведены экспериментально полученные зависимости величины порогового тока от сопротивления полнкремниевых резисторов (размеры одинаковы) при длительностях импульсов 100 мке (одиночный резистор и резистор в составе замкнутого моста) и 1000 мке. С ростом как сопротивления, так и длительности величина порогового тока снижается.

Приведены результаты по токовому отжигу одного из резисторов в схеме замкнутого моста. Резистор в составе моста (т.е. когда параллельно ему включены три других резистора моста) разогревается медленнее и величина порогового тока больше, чем г случае одиночного резистора.

Это связано с тем, что исходно через резистор идет лишь часть общего тока и по мере разогрева резистора эта часть уменьшается. Резисторы в параллельной ветви разогреваются гораздо слабее, что позволяет производить отжиг отдельного резистора в составе замкнутого моста.

Экспериментальные зависимости порогового тока от сопротивления резисторов (Рис.1), длительности импульса (Рис.2) и режима отжига находятся в хорошем соответствии с результатами моделей, предложенных в главе 4.

200 600 1000 1400 1800 Сопротивление, Ом

1.00Е-05 1.00Е-04 1.00Е-03 Длительность импульса, с

Рнс.1

Рис.2

Далее приведены данные по ретроградному токовому отжигу (Рнс.З), т.е. по обратному восстановлению сопротивления при помощи тока, но после токового отжига. Для ретроградного отжига требуется ток меньший, чем ток вызвавший исходное уменьшение сопротивления. Длительность ретроградного изменения сопротивления гораздо больше, чем длительность прямого токового отжига, и в эксперименте "чистое" время нахождения резистора под действием тока составило около часа для изменения сопротивления на 100 Ом. Убывание проводимости хорошо описывается предложенной в главе 4 моделью.

В

1000 2000 Время, с

Рнс.3

Было обнаружено, что после

50 100 Число импульсов

150

Рис.4

проведения токового шжша величина сопротивления в течение

К)

некоторого времени увеличивается. Дрейф характеризуется наличием двух характерных времен Т^=5.И<Р с, Т2=3.3105 с при Т=90°С и носит затухающий характер. Полная величина дрейфа пропорциональна исходному изменению величины сопротивления при токовом отжиге.

Исследовано изменение характеристик поликремниевых тензорезисторов под действием токового отжига: сопротивление резистора уменьшается (Рис.4), температурный коэффициент возрастает (Рис5), чувствительность слабо возрастает (Рис.6), причем изменение ТСЯ и 5 практически линейно зависит от изменения сопротивления.

1

§ | 0,8 2 6 0,4

о х О. о

0,2 0

— —

1

0 20 40 60 80 100 Уменыя сопротивления, Ом

О 20 40 60 80 100 Уменьш. сопротивления, Ом

Рис.5

Рис.6

На основе разработанной методики с использованием токового отжига впервые были определены электрофизические свойства областей границ зерен в сильнолегированном поллкремнин р-типа (таблица 1).

Таблица 1

К, Ом 400 600 1000 1200

/V, 1026 М-5 1.2 0.8 0.5 0.4

Ли//? 0.43 0.43 0.46 0.44

ГСЯп, ю-м/к -5.4 -5.4 -5.4 -9.4

где К- полное сопротивление поликремииевого резистора, /V-концентрация примеси бора, Rr.ilЯ - доля вклада в общее сопротивление, обусловленная границами зерен, ТСЯп - температурный коэффициент сопротивления границ зерен.

Для концентрации примеси 5-Ю25 м3 при значениях продольной и поперечной тензочувствительиостей поликремния 5ц=33 и впервые были получены значения продольных и поперечных ■1енэоч>вс)ви1елыюстеп, обусловленные вкладами внутренних частей зерен и 11 ч границами и определенные с помощью методики,

опирающейся на токовый отжиг: 42 и 5хч= -13 , 5цгз= 24 и -2.3. Значения тензочувствительностей и 5ц объясняются различной ориентацией отдельных зерен в пленке с текстурой (110). Значения для границ зерен обладают большей анизотропией, что связано со спецификой тензорезистивного эффекта на них.

Для температурных коэффициентов тензочувствительностн получены значения: ТСБ^п = -6,6-10-« К-1 и ТСБщ - -3.2-Ш3 К1.

. Полученные характеристики границ зерен полезны при объяснении ослабления температурной зависимости удельного сопротивления и продольной (но не поперечной) тензочувствительностн при низких температурах.

На основании полученных и имеющихся в литературе данных, касающихся свойств внутренних частей зерен и их границ и вклада их в электрофизические свойства поликремния, была создана синтезированная модель, позволяющая рассчитывать удельное сопротивление, тензочувствительность и их температурные коэффициенты для сильнолегированных поликремниевых тензорезисторов при известных концентрации примеси бора и среднем размере зерна.

В четвертой гласе рассмотрены основные модельные представления электрофизических свойств поликремниевых тензорезисторов, основы методики применения токового отжига для исследования свойств областей границ зерен в сильнолегированном полнкремнии, феноменологические модели тепловых процессов, происходящих при токовом отжиге.

Показано, что значительное сопротивление границ зерен в случае сильного легирования может быть связано с существованием градиента концентрации активной примеси вблизи границ зерен (на границах зерен атомы примеси находятся в неактивном состоянии), что приводит к повышению высоты энергетического барьера, пб сравнению с простой моделью захвата, для носителей тока.

Токовый отжиг позволяет получить дополнительные уравнения для раздельного определения вкладов в электрофизические свойства поликремния от внутренних областей зерен и их 1ратщ. Система уравнении для определения неизвестных Из, ТСИп, /?гз имеет вид:

К - +йп

тся = гс/г, +тс/?п -й- , 1 л 13 я

где ГСЛ, Л, ГСЛэ, Лз, ТСИп, Лгз - температурный коэффициент сопротивления и сопротивление поликремниевого резистора, внутренних областей зерен, областей границ зерен. А(ТС1')Т1>, Л(Кп)ш - изменение соответствующих величин вследствие токового отжига. При получении уравнений предполагалось, что при относительно небольших изменениях сопротивления поликремниевого резистора все оно обусловлено изменением сопротивления в областях границ зерен и чго другие свойства границ зерен при этом не изменяются. Свойства внутри зерен

аналогичны свойствам монокристаллического концентрацией примеси.

Для определения гензочувствительностей следующая система уравнений:

кремния 5п

с той же

получается

А(5)то

я

А".

Я

а >

(3)

1А(ЛП)ГО

где смысл обозначений, как и в (2). Система вида (3) может быть получена как для продольной, так и для поперечной тенз о чу в ств ител ь но сти.

Для определения температурного коэффициента

те! но чувствительности ТСБп получается следующее выражение:

СЯп , (4)

ТС8п -(ГСЯ, + --ГСП

а кп ■ лп

Предложена модель для объяснения наблюдаемой анизотропии тензочувствнтельности границ зерен. В модели считается, чго граница зерна представляет собой одномерную квантовую потенциальную яму, энергетический спектр которой изменяется при деформации вследствие изменения геометрическою размера ямы. Особенность модели в том, что так как потенциальная яма квантована по одной координаге, то и на изменение ее энергетического спектра существенно влияет только компонента деформации вдоль этой координаты, что и приведет к наблюдаемой ани югрошш шпочувстшпелышсти на границе зерна.

Рассмотрены возможные причины дрейфа величины сопротивления после токового отжига. К дрейфу может приводить как захват свободных носителей на поверхностные состояния, освободившиеся после токового отжига, так и релаксация возникших при токовом отжиге механических напряжений. Получено аналитическое выражение, описывающее реально наблюдаемый дрейф.

Для теоретического расчета величины порогового тока в зависимости от длительности импульса была разработана тепловая динамическая модель полнкремнислого резистора. Резистор моделируется в виде теплового инерционного звена второго порядка. Модель описывает динамику разогрева поликремниевого резистора при подаче на него прямоугольного импульса тока. Получено аналитическое решение. Создана модель резистора в составе замкнутого моста.

Разработана модель процессов, происходящих в поликремниевом резисторе при токовом отжиге. В основе модели лежит решение уравнения теплопроводности в области границы зерна. Получено выражение для расчета величины порогового тока, требуемого для начала процесса токового отжига, в зависимости от геометрических размеров и характеристик как самого резистора, так и его окружения. В качестве причины увеличения проводимости после токового отжига рассматривается увеличение доли активной примссц на границе и рост площади контакта между зернами. Формула дяя расчета величины порогового тока 1П в зависимости от величины сопротивления резистора имеет следующий вид:

, (5)

\Рют

где и' - ширина резистора, ( - толщина пленки поликремния, Рполи " удельное сопротивление поликремния, С • числовой множитель, зависящий от теплофизических параметров резистора и его окружения (в диссертации приведен явный вид).

Разработана модель обратного увеличения сопротивления после токового отжига при помощи тока, меньшего, чем использованный при исходном отжиге. В модели эффект определяется диффузией активной примеси из проводящего канала между зернами.

В пятой главе рассмотрено применение импульсного токового отжига для коррекции параметроз кремниевых интегральных тензолреобразователей с поликремниевыми тензорезнсторами.

Приведены результаты по применению токового отжига для устранения начального разбаланса мостовых схем. Балансировка

позволяет легко и эффективно получать требуемые значения начального разбаланса в широких пределах с погрешностью <±1 мВ при напряжении питания 5 В и сопротивлениях резисторов ШОООм.

Приведены результаты по коррекции температурной зависимое! и начального разбаланса при помощи токового отжига. Получены выражения, связывающие изменение температурной зависимости начального разбаланса с изменением величины сопротивления при токовом отжиге. Определены соотношения между параметрами мостовой схемы, при которых возможно одновременное устранение как начального разбаланса, так и его температурной зависимости.

Разработана методика позволяющая по выбору устранять начальный разбаланс или его температурную зависимость либо добиваться оптимального, в рамках возможного, их соотношения. Методика заключается в: выборе резистора, подвергаемого отжигу, определения необходимого изменения сопротивления, выборе величины и длительности тока, достаточного для осуществления отжига.

Отмечается, что токовый отжиг позволяет эффективно и в широких пределах изменять величину начального разбаланса и его температурную зависимость в мостовой схеме с поликремниевыми тензорезисторами без существенного изменения ее чувствительности.

Экспериментально определена необходимая продолжительность термообработки для устранения эффекта послеотжигового дрейфа величины начального разбаланса мостовой схемы с поликремниевыми тензорезисторами. Во время дрейфа изменений чувствительности схемы обнаружено не было (погрешность измерения не хуже 1 %).

Разработаны основные принципы и получены основные параметры для автоматизации процесса коррекции характеристик интегральных тензопреобразователей с полнкремниевыми тензорезисторами.

В заключении изложены основные результаты и выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Экспериментально показано, что возникновение эффекта токового отжига обусловлено достижением в локальных областях резистора высокой температуры, порядка 1300-1400 К. Впервые экспериментально получены зависимости величины порогового тока от длительности импульса, сопротивления поликремниевого резистора, режима отжига (одиночный резистор или в составе замкнутою моста).

Впервые разработаны феноменологические модели, позволяющие определять величину порогового тока, требуемого для возникновения эффекта отжига в поликремниевом резисторе, в зависимости от длительности импульса и электротепловых характеристик поликремниевых резисторов и их окружения.

2. Экспериментально исследованы электрофизические характеристики поликремниевых тензорезисторов и, впервые систематически, их изменение под действием токового отжига. Показано, что при токовом отжиге сопротивление тензорезистора уменьшается, температурный коэффициент сопротивления увеличивается, тензочувствительность слабо возрастает.

3. Впервые количественно исследован ретроградный отжиг. Экспериментально показано, что процесс ретроградного отжига гораздо более длительный по сравнению с прямым токовым отжигом. Применение ретроградного отжига позволяет увеличивать предварительно уменьшенное токовым отжигом значение сопротивления.

4. Впервые обнаружен и исследован временной дрейф величины сопротивления снлыюлегированного поликремниевого резистора после токового отжига. Определены его параметры и параметры термообработки необходимой для его устранения.

5. Впервые разработаны основные принципы использования токового отжига для определения электрофизических свойств областей границ зерен в сильнолегированном поликремнии. Использование токового отжига в ряде случаев позволяет разделить вклады в электрофизические свойства, вносимые внутренними областями зерен и их границами. С использованием метода получены характеристики областей границ зерен в диапазоне концентраций 5Ю:5... 1.2-1016 мя. Показано, что и при высоких степенях легирования пренебрегать вкладом границ зерен в электрофизические характеристики поликремния нельзя.

6. Экспериментально исследовано влияние токового отжига поликремниевых тензорезисторов на метрологические характеристики кремниевых интегральных тензопреобразователей давления. Показано, что токовый отжиг позволяет эффективно управлять величиной начального разбаланса мостовой схемы и его температурной зависимостью при практически не изменяющейся величине чувстви гельности.

7. Впервые разработаны основные принципы коррекции метрологических параметров кремниевых миниатюрных интегральных

гензопреобразователей механических величин, имеющих в своем составе мостовую измерительную схему из сильнолегированных поликремниевых тензорезисторов, при помощи токового отжига.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах.

1. Разработка интегральных теизопреобразователей повышенной точности на расширенный температурный диапазон: Отчет о НИР / Новосиб. электрогехн. ин-т: Рук. Гридчин В.А., ГР№У32731,-Новосибирск.-1987.- с.58.

2. Разработка интегральных теизопреобразователей на основе пленок поликристаллического и аморфного кремния: Отчет о НИР / Новосиб. электрогехн.ин-т: Рук. Гридчин В.А., ГР№У47209.-Новосибирск.-1988.-С.83.

3. Гридчин В.А., Спутай C.B., Сарина МП. Тензорезистивные свойства поликремниевых пленок в мнкроэлектронных датчиках давления II Тез. докл. 44 Всесоюз. научн. сессии - Новосибирск,- 1989.-е. 18-19.

4. Спутай C.B., Владимиров A.A. Электрическая подгонка поликремниевых тензорезисторов//Тез. докл. 44 Всесоюз. научн. сессии,-Новосибирск,- 1989.-е. 33.

5. Спутай C.B. Исследование электропроводности нелегированного поликристаллического кремния // Актуальные проблемы электронного приборостроения. Сенсорная электроника: Сб. трудов Всесоюз. конф,-Новосибирск.-1991.-е. 36-39.

6. Спутай C.B. О влиянии импульсов тока на проводимость границ зерен в силыюлегированном поликремнии И Актуальные проблемы электронного приборостроения. Сенсорная электроника: Сб. трудов Всесоюз. конф.-Новосибирск,-1991.-е. 33-36.

7. Берлинский A.C., Спутай C.B. Влияние саморазогрева на электрофизические характеристики теизопреобразователей с поликремниевыми тензорезисторами // Сб. трудов Межд. конф. АПЭП-92.-Россия.-Новосибирск.-1992.-е. 7-11.

8. Спутай C.B. Моделирование процессов в поликремниевых резисторах при подстройке И Электронное приборостроение: Межвуз. сб. научн. трудов/Новосиб. электротехн. ин-т.-Новосибирск,-1992.-е. 106-114.

9. Спутай C.B. Электрическая балансировка тензочувствнтельных моегов из поликремниепмх. теизорезисторов II Электронная техника.-сер.7,-ТОПО.-вып.З(172).-1992.-е. 69-70.

10. Спутай C.B. Определение характеристик отдельных резисторов в датчиках давления, имеющих замкнутый резисгорный моет // Тез. докл. Росс, конф., носи. Дню радио .-Новосибирск,-1993.-с.133.

11. Спутай C.B. Влияние импульсного токового отжига на характеристики датчика давления с поликремниевыми тензорезисгорами // Тез. докл. Росс, конф., поев. Дню радио .-Новосибирск.-1993.-с.141.

12. Спутай C.B. Изменение характеристик датчиков давления при подгонке // Тез. докл. 1-ой Межд. конф. "Датчики электрических и неэлектрических величин"("Датчик-93").-Россия.-Барнаул.-1993.-ч. 1.-C.95.

13. Спутай C.B. Определение вклада границ зерен в сопротивление поликремниевого резистора // Тез. докл. Росс. конф. "Информатика и проблемы телекоммуникации".-Новосибирск.- 1994.-е. 102.

14. Гридчин В.А.,Спутай C.B. Определение вклада границ зерен в тензочувствительность поликремниевого резистора // Тез. докл. Росс, конф. "Информатика и проблемы телекоммуникации".-Новосибирск,-1994.-c.I07.

15. Спутай C.B. Эффект возвращения величины сопротивления после подгонки // Тез. докл. Росс. конф. "Информатика и проблемы телекоммуникации".-Новосибирск.-1994.-е. 114.

16. Гридчин В.А., Спутай C.B. Управление температурной зависимостью начального сигнала интегрального тензопреобразователя // Тез. докл. Всеросс. конф. "Методы и средства измерения механических параметров в системах контроля и управления".-Пенза.-1994.-с.б6-67.

17. Спутай C.B. Влияние пленки оксида кремния на передачу деформации поликремниевым тензорезисторам // Сб. трудов 2-ой Межд. конф. АПЭП-94: Секция электронно-физическая.-Россия.-Новосибирск.-1994.-с. 170-172.

18. Спугай C.B. Измерение теплопроводности пленки оксида кремния // Сб. трудов 2-ой Межд. конф. АПЭП-94: Секция электронно-физнческая.-Россия.-Новосибирск.-1994.-Т1.-с. 173-175.

19. Спутай C.B. Влияние однородного механического напряжения на сопротивление точечного электрического контакта в кремнии II Сб. трудов 2-ой Межд. конф. АПЭП-94: Сенсорная электроника.-Россия,-Новосибирск,-I994.-t4.-c. 128-132.

20. Гридчин В.А., Берлинский A.C..Спутай C.B. Влияние термических напряжений в системе Si-Si02 на сопротивление поликремниевых интегральных тензорезисторов // Сб. трудов 2-ой Межд. конф. АПЭП-94: Сенсорная электроника.-Россия.-Новосибирск.-1994.-т4.-с.44-52.

21. Спутай C.B. Возможность увеличения сопротивления лоликремниевых резисторов после подстройки II Сб. трудов 2-ой Межд. конф. АПЭП-94: Сенсорная электроника.-Россия.-Новосибнрск.-1994,-t4.-c.87-9!.

22. Gridchin V.A., Sputay S.Y. Controlling polysilicon sensor characteristics by current trimming // in Thin Films ed. by G.Hecht, E.Richter, J.Hahn: Proceedings of the joint 4th Int. Symp. on Trends and New Applications in Thin Films - TATF'94 and the 11th Conference on High Vacuum, Interfaces and Thin Films - HVITF'94.-Gennany.-Dresden.- 1994.-р.606-6Ю.

23. Спутай C.B. Временной дрейф начального выходного сигнала моста после подстройки // Сб. трудов Межд. конф. "Информатика и проблемы телекоммуникации".-Росеия.-Новосибирск.-1995.-с. 131-133.

24. Spoutai S.V., Gridchin V.A. Adjusting of polysilicon pressure sensor parameters // Abstracts of Lectures of the 4th International Workshop MEASUREMENT'95.-Slovakia.-Smolenice.-1995.-p.43.

Подписано в печать 07.08.95 Формат 60x84x1/16. Бумага оберточная. Тираж 100 экз. Уч.-изд.л. 1,2.. Печ.л. 1,2. Заказ» 353

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр.К.Маркса, 20.