Дослідження властивостей шарів полі-Si для створення на їх основі сенсорів, працездатних при кріогенних температурах

Abstract

Експериментально досліджено властивості зразків полікристалічного кремнію р- типу провідності на діелектричних підкладках в температурному діапазоні 4,2-300 К і магнітних полях 0-14 Тл, а також вплив деформації на опір та температурний коефіцієнт опору. Вимірювання проводились на тестових структурах з рекристалізованими і нерекристалізованими полікремнієвими резисторами. Показано, що найкращу чутливість до деформації і оптимальний температурний коефіцієнт опору для застосування в п'єзорезистивних сенсорах механічних величин мають рекристалізовані шари полі-Si, леговані бором до концентрацій >1x 10 19 см"3. Одночасно такі структури є найбільш стабільними до впливу сильних магнітних полів до 14 Тл. Тестові структури з порівняно слабколегованими нерекристалізованими полікремнієвими резисторами мають високий температурний коефіцієнт опору, який монотонно змінюється в діапазоні 4,2-300 К, і можуть бути рекомендовані для використання як високочутливі терморезистори. The electrical properties of p-type polycrystalline silicon on dielectric substrates were studied experimentally in the range 4,2-300 K and in magnetic fieldss 0-14 T, as well as the strain influence on their resistance and temperature coefficient of resistance. The measurements were carried out on the test structures containing as-deposited fine-grained poly-Si and after microzone laser recrystallization. It was shown that the recrystallized test structures doped by boron up to concentrations >1x 10 19 cm3 posess the highest strain sensitivity combined with the best temperature coefficient of resistance for sensor application. At the same time such structures are the most stable in high magnetic field up to 14 T. The structures containing relatively slightly doped polysilicon resistors have a high temperature coefficient of resistance that is monotonous in the range 4,2-300 K. They may be recommended for application as high-sensitive thermoresistors.