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研究生:蕭子哲
研究生(外文):XIAO,ZI-ZHE
論文名稱:矽基材微型電熱元件之物性與電性之研究
論文名稱(外文):Study of the physical and electrical properties of silicon-based micro-heater
指導教授:謝正雄謝正雄引用關係
指導教授(外文):XIE,ZHENG-XIONG
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電子研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1990
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:矽基材微型電熱元件物性電性紅外線顯像器矽材微電阻絲熱反應速率生命期
外文關鍵詞:MICRO-HEATERTHERMAL-RESPONSE-RATELIFE-TIME
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本論文提出一個在矽晶片上研制紅外線顯像器的技術。該紅外線顯像器是一個陣列型
式的元件, 其中每一個單元包括了MOS 電晶體控制電路以及紅外線輻射源。此輻射源
是一懸浮的砂材微電阻絲(micro-heater), 采用矽單晶材料的非等向性蝕刻(anisotr
-opic etching)技術來完成。我們使用的非等向性蝕刻溶液是由鄰苯二酚(pyrocate-
chal)、二氨基乙烯(ethylene diamene) 及水所組成的混合液, 該溶液在攝氏100 度
下對矽單晶在(100) 與(111) 晶面的蝕刻比約為35比1,此外該溶液對高硼雜質濃度矽
材有緩慢蝕刻效應。運用非等向性蝕刻技術, 我們遂將一矽材薄片懸跨在一個V 形凹
槽上, 一旦電流流經此矽材薄片, 它將如同一電阻絲般, 達到高溫與高熱狀態, 估計
最高溫度將達攝氏一千度以上。然而, 高溫僅集中在矽材長條薄片的中心點, 因此,
周邊的鋁線以及MOS 控制元件并不會受到高溫的影響。發射式顯微鏡(emission micr
-oscope)的觀測實驗可以印證這個結果。
實驗發現, 矽材微型電熱絲具有下列特性:(1)非線性電阻、(2)I-V特性曲線的永久行
改變。此皆因矽材本身在高溫時的物理參數變化所致。其中, 后者對元件的可靠性會
是一個很大的困擾, 然而, 我們發現矽材微型電熱絲的驅動電流有一臨界值, 在臨界
值以下, 我們可以避開這個困擾。
此外, 矽材微電熱絲的熱反應速率(thermal response rate) 以及生命期(life time
) 現象, 業已被量測出來。

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