RF MEMS開關(guān)氮化硅介質(zhì)的摻雜性能研究.pdf

1、RF MEMS開關(guān)因其具有良好的電學(xué)特性而成為新一代通信系統(tǒng)中關(guān)鍵的基礎(chǔ)器件，但在商業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程中，介質(zhì)電荷積累造成的開關(guān)失效問題阻礙了其工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的步伐。盡管國內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)對(duì)RF MEMS開關(guān)介質(zhì)的電荷積累問題進(jìn)行了研究，但仍然沒有徹底解決該問題。因此，本文在對(duì)靜電驅(qū)動(dòng)式MEMS器件的可靠性問題特別是介質(zhì)電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理進(jìn)一步理解基礎(chǔ)之上，提出通過離子注入技術(shù)對(duì)開關(guān)介質(zhì)進(jìn)行摻雜研究。
　　主要研究內(nèi)容包括:1、以RF ME

2、MS開關(guān)的介質(zhì)層中積累電荷的生成、注入、陷定和弛豫機(jī)理作為理論攻關(guān)，提出通過摻雜方法在介質(zhì)帶隙中引入能級(jí)梯度以加快深能級(jí)電荷的釋放速率;2、通過MS CASTEP對(duì)介質(zhì)模型進(jìn)行摻雜仿真計(jì)算，分析氮化硅介質(zhì)摻入雜質(zhì)能級(jí)(B、P、As)后能帶結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)而確定合適的摻雜物質(zhì);3、借助SRIM軟件計(jì)算離子注入能量和注入深度之后，對(duì)MIS結(jié)構(gòu)介質(zhì)進(jìn)行As離子注入摻雜，并進(jìn)行工藝加工;4、通過吉時(shí)利S4200測試樣品的半導(dǎo)體C-V特性。分析多種

3、條件下:±30 V、±50V、連續(xù)正偏壓等對(duì)C-V曲線平帶電壓的影響后，發(fā)現(xiàn)As摻雜樣品在正偏壓下具有較少的電荷積累和較快的電荷釋放速率，且在負(fù)偏壓下對(duì)介質(zhì)電荷積累無影響。結(jié)果表明As摻雜可有效調(diào)控介質(zhì)電荷的轉(zhuǎn)移，也說明通過仿真計(jì)算和離子注入技術(shù)相結(jié)合的研究方法是可行且有效的。
　　本文以RF MEMS開關(guān)介質(zhì)層中的電荷生成、注入、陷定和弛豫機(jī)理作為理論攻關(guān)，通過MS CASTEP仿真計(jì)算、對(duì)MIS結(jié)構(gòu)中的介質(zhì)進(jìn)行As離子注入摻雜