研究目的
为了实验表征单轴横向应变对重掺杂n型硅压阻（PR）系数的影响，旨在提高三维应力传感器的灵敏度和温度独立性。
研究成果
该研究成功量化了横向应变对重掺杂n型硅压阻系数的影响，表明压缩应变会增大纵向压阻系数并减小横向压阻系数，而拉伸应变则产生相反效应。压力系数受显著影响，压缩应变使其增幅高达80%，这表明传感器灵敏度有望得到提升。
研究不足
该研究聚焦于重掺杂n型硅以及横向单轴应变的特定效应，未探讨这些发现对其他材料或应变条件的适用性。
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横向预应变对重掺杂n型硅压阻系数影响的实验表征
DOI：10.1109/TED.2018.2871687
期刊：IEEE Transactions on Electron Devices
出版年份：2018
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
应变已被集成到许多硅器件中，因其对载流子迁移率和晶体对称性具有重要影响。这些参数在双轴和单轴应力下呈现不同响应，因此需要量化其效应才能成功实现不同硅应用中的应变工程。作为利用应变提升三维应力传感器灵敏度和温度独立性的延伸步骤，本研究将通过实验表征横向单轴应变对重掺杂n型硅压阻（PR）系数的影响。我们开发了一种新设计，利用高压缩氮化物层对硅衬底施加横向拉伸和压缩单轴应力。该应力技术结合六元件压阻花环进行完整校准，其中无应变、拉伸应变和压缩应变的压阻元件在同一芯片上制备，以精确量化应变影响。采用四点弯曲法、无应力温度测试和静水压力测试来测量压阻系数。通过拉伸和压缩应力源分别实现了0.065%和0.083%的局部应变值。在此应变水平下，典型结果表明横向拉伸与压缩应变对纵向和横向压阻系数产生相反影响。此外，由于压缩横向应变的作用，重掺杂n型硅的压力系数最高可提升80%。
作者：
Amr A. Balbola，Mohammed O. Kayed，Walied A. Moussa
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