Piezowiderstände aus polykristallinem Silizium durch Aluminiuminduzierte Kristallisation

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In dieser Arbeit werden Piezowiderstände auf Basis von polykristallinem Silizium, hergestellt durch das Verfahren der Aluminiuminduzierten Kristallisation (AIC), charakterisiert. Ausgangspunkt der Untersuchungen sind mittels Elektronenstrahlverdampfung erzeugte Drei-Schichtsysteme der Form Si/Al/Si. Die Si-Schichten (amorph) wurden in einer Dicke von 300 nm und die Al-Schichten (polykristallin), je nach Probe, mit einer Dicke zwischen 25 und 125 nm abgeschieden. Durch Tempern im Vakuum wurde der AIC Prozess in den Proben durchgeführt. Anschließende Vermessungen der Dehnungsempfindlichkeit (k-Faktor) ergaben Werte zwischen 4,5 bis zu 17, bei einem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (TKR) zwischen -0,4 und 0,1 %/K. Im Vergleich dazu wurden Zwei-Schichtsysteme der Form Al/Si mit jeweils 300 nm Schichtdicke hergestellt. Nach erfolgtem AIC-Prozess und nasschemischen Entfernen der Al-Deckschicht wurden k-Faktoren bis zu 24 und TKR zwischen 0,4 und 0,2 %/K festgestellt. Die AIC benötigt Prozesstemperaturen weit unterhalb von 500 °C um Piezowiderstände aus Si zu erzeugen, was sie für den Einsatz auf temperaturempfindlichen Substraten wie beispielsweise Polyimidfolien interessant macht.