LPCVD-Polysilizium in der Mikromechanik: Bestimmung der elastischen Eigenschaften
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Düsseldorf
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| adam_text | Titel: LPCVD-Polysilizium in der Mikromechanik
Autor: Maier-Schneider, Dieter
Jahr: 1995
Inhaltsverzeichnis V Inhaltsverzeichnis Symbole und Abkürzungen VIII Zusammenfassung X 1 Einleitung 1 2 Meßmethoden zur Bestimmung elastischer Eigenschaften 3 2.1 Überblick über die wichtigsten Meßmethoden................................................3 2.2 Meßverfahren für mikromechanische Strukturen.............................................5 3 Theoretische Vorbetrachtungen 10 3.1 Elastizitätsmodul polykristalliner Filme........................................................10 3.1.1 Voraussetzungen.........................................................................................10 3.1.2 Berechnung des effektiven Elastizitätsmoduls...........................................11 3.2 Theorie der Membrandurchbiegung...............................................................15 3.2.1 Lösung nach dem Prinzip der virtuellen Arbeit.........................................15 3.2.2 Membranen aus mehreren Schichten..........................................................21 3.2.3 Verifikation der Lösung..............................................................................23 4 Meßapparatur und Teststrukturen 27 4.1 Meßapparatur..................................................................................................27 4.2 Meßvorgang....................................................................................................28 4.3 Teststrukturen.................................................................................................33 5 Genauigkeit der Meßmethode 36 5.1 F ehlerquellen...................................................................................................36 5.2 Gesamtfehler...................................................................................................41 5.2.1 Siliziumnitrid..............................................................................................41 5.2.2
Polysilizium................................................................................................43 5.3 Zusammenfassung...........................................................................................48
VI Inhaltsverzeichnis 6 Experimentelle Ergebnisse für LPCVD-Polysilizium 49 6.1 Schichteigenschaften nach der Abscheidung.................................................49 6.1.1 Schichtstruktur............................................................................................49 6.1.2 Innere Spannungen.....................................................................................50 6.1.3 Elastizitätsmodul.........................................................................................53 6.1.4 Massendichte...............................................................................................55 6.1.5 Brechungsindex..........................................................................................55 6.2 Einfluß der Schichtdicke.................................................................................55 6.2.1 Elastizitätsmodul.........................................................................................56 6.2.2 Innere Spannungen.....................................................................................57 6.2.3 Schichtstruktur............................................................................................57 6.2.4 Zusammenfassung......................................................................................61 6.3 Einfluß einer Temperung................................................................................63 6.3.1 Elastizitätsmodul.........................................................................................63 6.3.2 Innere Spannungen.....................................................................................66 6.3.3 Schichtstruktur............................................................................................68 6.3.4 Massendichte...............................................................................................70 6.3.5
Brechungsindex..........................................................................................70 6.3.6 Schichtdicke................................................................................................72 6.3.7 Zusammenfassung......................................................................................75 6.4 Einfluß einer Dotierung durch Ionenimplantation.........................................78 6.4.1 Elastizitätsmodul.........................................................................................79 6.4.2 Innere Spannungen.....................................................................................81 6.4.3 Schichtstruktur............................................................................................83 6.4.4 Zusammenfassung......................................................................................85
Inhaltsverzeichnis VII 7 Experimentelle Ergebnisse für LPCVD-Siliziumnitrid 88 7.1 Einfluß des Gasflußverhältnisses....................................................................89 7.1.1 Innere Spannungen.....................................................................................89 7.1.2 Elastizitätsmodul.........................................................................................90 7.2 Einfluß einer Temperung................................................................................91 7.2.1 Innere Spannungen.....................................................................................92 7.2.2 Elastizitätsmodul.........................................................................................96 7.3 Zusammenfassung...........................................................................................97 8 Diskussion und Ausblick 98 8.1 Mikrostruktur als Ursache für die inneren Spannungen................................98 8.2 Elastizitätsmodul von Polysilizium..............................................................100 8.3 Siliziumnitrid................................................................................................102 8.4 Meßapparatur................................................................................................102 8.5 Ausblick........................................................................................................103 9 Anhang 105 9.1 Voigt-Reuss-Hill-Methode...........................................................................105 9.2 Berechnung der mittleren elastischen Moduln und Konstanten für beliebige Texturen...................................................................................106 10 Literaturverzeichnis 111
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