Untersuchung von LPCVD Siliciumnitrid als ionensensitive Schicht nach Oberflächenbehandlung mittels thermischer Nitridierung
Studienarbeit
Bearbeitungsstatus:
abgeschlossen
Bearbeiter:
Nikolaos Arnis
Betreuer:
- Temmel, Gerhard
- Mikolajick, Thomas
Abschlussjahr:
1997
Beschreibung
Nachdem die Mikroelektronik in vielen Bereichen von Wissenschaft und Technik ihren Einzug gehalten hat, gewann der ionensensitiver Feldeffekttransistor (ISFET) zur Messung von pH-Werten von Füßigkeiten und die mit ihm gebundenen Applikationen immer mehr an Interesse.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Si3N4-Schichten, welche einer Oberflächen-modifizierung mittels thermischer Nitridierung bei unterschiedlichen Parametern unterzogen waren, auf ihre Qualität beim Einsazt als pH-sensitive Schicht in ionensensitiven Feldeffekttransistoren untersucht. Dabei wurden die ionensensitiven Eigenschaften der thermisch nitridierten Schichten mit denen von Si3N4-Schichten, welche ohne thermische Nitridierung prozessiert wurden, verglichen. Außerdem sollte der Einfluß des HF-Ätzens und des Temperns auf die ionensensitiven Eigenschaften der Schichten untersucht werden.
Die Schichten wurden bezüglich ihrer pH-Empfindlichkeit mittels Kapazitäts-Spannungs-Messungen an Elektrolyt-Isolator-Silicium Strukturen untersucht. Langzeitversuche dienten der Beobachtung des Stabilitätsverhaltens der Proben.
Der Vergleich zwischen den Proben ohne thermische Nitridierung und den Proben, welche der thermische Nitridierung unterzogen waren hat gezeigt, daß der Nitridierungsschritt eine Erhöhung der Ionensensitivität der Si3N4-Schichten zu Folge hat. Hohe Sensitivitätswerte ergeben sich auch bei allen Proben, bei denen auf das Tempern verzichtet wurde. Eine HF-Ätzung zur Beseitigung des Oberflächenoxids der Scheiben führt genauso wie die thermische Nitridierung und Verzichten auf den Temperschritt zu besseren Eigenschaften bezüglich des Stabilitätsverhalten.