目前，国际上在半导体金刚石薄膜器件的应用基础方面，已付出了巨大的努力，由于掺杂工艺得到较好的解决，因此在电学方面的利用取得了较大的进展。现已证实：掺杂金刚石薄膜可用于制作半导体器件，并有希望成为替代硅材料的新一代半导体材料，又由于它的优良特性，因而理论上可制作高可靠性、耐高温、抗辐射传感器件。美国在温度、压力等传感器方面的研制成功，使金刚石薄膜的实用化热点集中在耐高温、耐腐蚀、抗辐射等高可靠性、高灵敏度的传感器方面，这是目前金刚石薄膜功能器件飞速增长的突破口。 首先探讨了有关硼掺杂金刚石膜压阻效应机理：从影响半导体电导率的各种因素出发，结合半导体能带理论、形变势理论、价带分裂模型和Mayadas-Shatzkes多晶模型，对掺硼多晶金刚石薄膜的压阻效应进行讨论。 在金刚石膜压力传感器芯片研制方面 (1)利用本文提出的“无籽晶无偏压准单晶沉积法”，用热丝法在抛光的镜面Si基底上定向生长平整、光滑本征金刚石膜20-30 μm；要求硅基底腐蚀掉后，不用抛光，和硅基底交界的金刚石膜面平整、光滑，这对承载膜片受压时获得均匀的应力是至关重要的。 (2)在平整、光滑本征金刚石膜上，利用掩膜法选择性生长技术，定向沉积4个掺硼金刚石膜电阻，形成惠斯顿电桥，制成自补偿压力传感器芯片。 (3)采用数值计算中的有限元理论和ANSYS程序，模拟作为传感器承载膜的金刚石膜片(其上牢固附着四个硼掺杂电阻)的三维应力场分布，确定硼掺杂压敏电阻条的尺寸、形状、最佳位置和排列方式，实现优化芯片设计。 在智能化金刚石膜压力传感器电路研制方面，进行各种温度下的压力-输出电压关系曲线测试。采用非线性自校正技术克服压力-输出电压的非线性以及温度对输出电压信号的影响，制成智能化金刚石膜压力传感器样件，以从压力和温度共同信息融合形成的输出电压中提取出准确的压力信号。 本文创新点 1、理论方面：以1类应力诱导2类应力变化为主线分析硼掺杂金刚石压阻效应，国 金刚石薄膜压力传感器研制内外未见报导。此理论也可用于多晶和准单晶的其它半导体压阻效应的机理研究，并能直接指导薄膜半导体器件的研制工艺。 2、实验方面:提出无籽晶无偏压准单晶沉积法，探索在光滑的硅衬底上沉积致密、光滑的金刚石膜片以及硼掺杂金刚石膜电阻，以使其应力分布均匀，提高传感器的稳定性和一致性。国内外未见报导。已申报国家发明专利。 3、设计方面:采用了数值计算中的有限元理论和ANSYS程序，模拟作为传感器承载膜的金刚石膜片(其上牢固附着四个硼掺杂电阻)的三维应力场分布，提出了电阻条圆角设计方案，确定压敏电阻的最佳形状，国内外未见报导。 国外已见报导的是:模拟金刚石膜片的三维应力场分布(其上没有附着四个硼掺杂电阻)，这不符合金刚石承载膜片实际情况;而且没有对压敏电阻的最佳形状的研究，而确定压敏电阻的最佳形状，使压力传感器输出信号达到较好的稳定性是至关重要的。 4、金刚石膜压力传感器样件进行研制-一国内未见报导。 该论文得到国家“863”计划(863一7 15一002一0060)、国家教育部重点基金(00134)、天津自然科学基金重点项目(O038002n)资助