一种简便有效的多孔硅后处理新方法

本文报道了一种简便有效的多孔硅（ＰＳ）后处理新方法，即在（ＮＨ４）２Ｓ／Ｃ２Ｈ５ＯＨ溶液中浸泡ＰＳ，并用紫外光辐照激发．后处理ＰＳ的光致发光（ＰＬ）强度约为未经处理的５倍；样品处理后的ＰＬ峰值９０ｍｉｎ内随激光连续激发时，在大气中呈现先指数衰减后线性增长，在真空（约１Ｐａ）中却呈现一直衰减到一个稳定值的新特点．通过样品的傅里叶变换红外吸收（ＦＴＩＲ）谱的测试与分析，表明后处理在样品表面产生了ＳｉＨ（Ｏ３）、Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ和Ｓｉ３Ｎ４三种提高ＰＳ的ＰＬ强度和稳定性的优质钝化膜     

Fe~＋和H~＋注入引起的Si／SiO_2界面重构现象

针对Ｓｉ－ＳｉＯ２过渡区对于离子注入较为敏感的特点，用１．２ＭｅＶ，剂量１×１０１０ｃｍ－２的Ｆｅ＋和Ｈ＋先后注入ＳｉＯ２－Ｓｉ样品，并用ＸＰＳ技术重点分析了Ｓｉ－ＳｉＯ２界面附近硅的化学结构、组分的变化。结果表明，在界面附近，除了Ｓｉ４＋，Ｓｉ０价态，还存在明显的Ｓｉ２＋价态。这和注入Ｈ＋产生的高温退火以及Ｓｉ—Ｓｉ键或Ｓｉ—Ｈ键的形成有关。     

注氮硅中光致发光现象及其机制的研究

通过能量为１００ｋｅＶ，剂量为１×１０１８ｃｍ－２的Ｎ＋注入到硅基体中，经１０００～１２００℃之间快速退火后，形成了含氧的硅与氮化硅镶嵌结构的薄膜层．在室温下观测到主要来自于４５ｎｍ表面层的能量分别为：３．３ｅＶ、３．０ｅＶ、２．８ｅＶ和２．２ｅＶ的光致发光．通过ＸＰＳ、ＡＥＳ的分析，确认了由于氧的插入，样品中Ｎ－Ｓｉ－Ｏ缺陷，Ｓｉ／ＳｉＯ２界面发光中心，分别是引起３．０ｅＶ和２．２ｅＶ的光致发光的主要原因．     

多孔硅的形成与光致发光谱

介绍了用阳极氧化腐蚀形成多孔硅的工艺，并分析了它的微结构，实验测定了多孔硅光致发光谱（ＰＬ），由ＰＬ谱的峰值位于可见光区，不同于Ｓｉ的带隙能量；用纳米量子限制效应（Ｑ－ＣＥ），解释了多孔硅中进入量子线中电子和空穴能量增量为ΔＥｃ和ΔＥｖ，于是多了孔硅有效带宽成为Ｅ＝Ｅ。＋ΔＥ。而Ｅ。是Ｓｉ的带宽为ｌ．０８ｅＶ，ΔＥｃ和上ΔＥｖ分别为ｈ２／４ｍｅｑ２和ｈ２／４ｍｈｑ２，由此计算与实验结果一致。     

注Si~＋热氧化SiO_2薄膜的蓝光发射及其退火特性

对单晶硅片上热生长的ＳｉＯ２薄膜注入Ｓｉ＋，注入能量为１２０ｋｅＶ，剂量为２e１６ｃｍ－２．在～５．０ｅＶ的光子激发下，注Ｓｉ＋氧化膜可生产～２．７ｅＶ的蓝光发射．在退火处理中，发光强度先随退火温度上升而增大，在５００～６００℃时达到最大值，此后逐渐减小．这种蓝光发射是由于注入的过剩Ｓｉ引起氧空位缺陷而产生的．     

Si—Si3N4—SiO2钝化工艺及其应用

介绍了ＬＰＣＶＤ法Ｓｉ３Ｎ４膜与ＰＥＣＶＤ法ＳｉＯ２膜的淀积工艺，以及Ｓｉ－Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＯ２钝化工艺在高可靠大电流开关二极管中的应用，并指出了工艺的适用范围。     

硅表面清洗对热氧化13nm SiO_2可靠性的影响

实验研究表明热生长１３ｎｍ薄ＳｉＯ２的可靠性同氧化前硅表面清洗处理方法有很大关系．氧化前稀ＨＦ酸及ＨＦ／乙醇漂洗不会提高热氧化薄ＳｉＯ２的可靠性;氧化前用ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ（０．０５∶２∶５）溶液清洗形成化学预氧化层对提高薄ＳｉＯ２可靠性很有效;用Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２（３∶１）溶液清洗形成预氧化层的改善作用也较明显,在之前增加比例为０．０５∶２∶５或１∶２∶５的ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ溶液清洗和稀ＨＦ酸漂洗效果更好．另外,薄栅介质抗电离辐射性能和抗热电子损伤能力同氧化前形成化学预氧化层的清洗     

SiO2,α—Si,Si3N4薄膜在表面钝化中的选择应用

本文基于对Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、α－Ｓｉ薄膜本身结构及其层间结构的分析，在半导体器件的表面钝化中做了选择应用。并将此用于生产实践，在Ｓｉ３Ｎ４－α－Ｓｉ－ＳｉＯ２结构中解决了由ＳｉＯ２／Ｓｉ界面的表面电荷及ＳｉＯ２中Ｎａ＋的漂移运动等引起的器件电学特性变差的问题。     

低温PECVD法制备半导体的复合钝化膜

本文主要是以ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ和Ｓｉ３Ｈ４、ＮＨ３、Ｎ２作为气体源，在平行板电容耦合式淀积设备上，采用等离子增强化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）法制备ＳｉＯ２－Ｓｉ３Ｎ４复合钝化膜。     

铕离子注入氧化硅膜光发射的研究

采用铕离子注入热生长ＳｉＯ２薄膜的方法,获得掺杂剂量为１０１４ｃｍ－２及１０１５ｃｍ－２的ＳｉＯ２∶Ｅｕ３＋硅基复合膜,研究了该薄膜的光致发光退火特性．经１０００℃退火后观察到Ｅｕ３＋的红光发射．在１２００℃下氮气中退火观察到Ｅｕ２＋４５０ｎｍ的强光发射．讨论了Ｅｕ３＋向Ｅｕ２＋的转变     

SiO_2钝化腹对硅／玻璃静电键合的影响

本文分析了硅／玻璃静电键合过程中硅表面ＳｉＯ２钝化膜的作用．ＳｉＯ２膜的存在使键合过程中的静电力减弱，键合工艺所选择的电压上限受ＳｉＯ２膜击穿电压的控制，对于商用抛光硅片与玻璃，要完成良好的键合，一般ＳｉＯ２厚度要小于０．５μｍ．     

Ge_(0.4)Si_(0.6)/Si多量子阱与Ge/Si短周期超晶格样品中的深中心

用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）研究了分子束外延生长的Ｇｅ０．４Ｓｉ０．６／Ｓｉ多量子阱与Ｇｅ／Ｓｉ应变超晶格样品中深能级中心的性质．在两种样品中都观测到两个多数载流子中心和一个少数载流子中心．在Ｇｅ０．４Ｓｉ０．６／Ｓｉ多量子阱样品中深中心Ｅ２的能级位置为ＥＣ－０．３０ｅＶ,Ｅ３的能级位置为ＥＣ－０．２２ｅＶ．并且在正向注入下随着Ｅ２峰的消失观测到一个少数载流子峰ＳＨ１,其能级位置为ＥＶ＋０．６８ｅＶ．在Ｇｅ／Ｓｉ应变超晶格中,深中心Ｈ１的能级位置为ＥＶ＋０．４４ｅＶ,深中心Ｈ２的能级位置为ＥＶ＋０．２４ｅＶ     

硅分子束外延中硼δ掺杂生长研究

利用硅分子束外延技术和Ｂ２Ｏ３掺杂源，成功地实现了硅中的硼δ掺杂，硼δ掺杂面密度ＮＢ可达３．４e１４ｃｍ－２（１／２单层）以上，透射电镜所示宽度为１．５ｎｍ．我们首次用原位俄歇电子能谱（ＡＥＳ）对硼在Ｓｉ（１００）表面上的δ掺杂行为进行了初步的研究，发现在ＮＢ＜３．４e１４ｃｍ－２时，硼δ掺杂面密度与时间成正比，衬底温度６５０℃，掺杂源温度９０００℃时，粘附速率为４．４e１３ｃｍ－２／ｍｉｎ；在ＮＢ＞３．４e１４ｃｍ－２时，粘附有饱和趋势，测量表明在硼δ掺杂面密度ＮＢ高达４．４e１４ｃ     

具有直接带隙的［001］Si_m／Ge_n应变超晶格

本文用半经验紧束缚法（ＬＣＡＯ）对赝形生长在（００１）Ｓｉ１－ｙＧｅｙ（０≤ｙ≤１）衬底上的Ｓｉｍ／Ｇｅｎ（２≤ｍ＋ｎ≤４０）应变层超晶格的能带结构进行了系统的计算．结果表明，当Ｓｉ层和Ｇｅ层的厚度ｍ和ｎ的取值分别为（１，４），（２，３），（３，２），（４，１），（２，８），（３，７），（４，６），（６，４），（３，６），（６，３），（７，７）时，对称应变Ｓｉｍ／Ｇｅｎ超晶格的能带结构为直接带隙，其中ｍ＋ｎ＝１０的规律已为近两年其它理论计算和部分实验结果所证实．本文所得的ｍ＋ｎ＝５及其它ｍ＋ｎ≠１０的直接     

气相扩镓的杂质Rs效应分析

在确定的开管扩镓装置中，以氢气做为镓源Ｇａ２Ｏ３的反应和输运气体，凭借准确的控制扩散条件，镓在ＳｉＯ２／Ｓｉ系统中扩散，可获得良好的扩散均匀性和重复性。根据镓在Ｓｉ和ＳｉＯ２中扩散行为，分析讨论了镓在裸Ｓｉ系和ＳｉＯ２／Ｓｉ系扩散所产生的杂质Ｒｓ效应，及其氧化膜质量和厚度对Ｒｓ的影响。     

新型MSIS结构气敏电容的研究

采用静电喷雾高温分解工艺制备ＳｎＯ２气敏膜，并与Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＯ２集成多层介质膜，用催化金属Ｐｔ作栅电极，制成新型的ＭＳＩＳ结构气敏电容。通过检测平带电压的变化，研究对Ｈ２和Ｏ２的气敏特性，分析其气敏机理并提出了检测的物理模型．     

经Al_2O_3与SiO_x钝化的多孔硅及其光致发光特性

在一定偏压下用ＡｌＣｌ３＋Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋Ｈ２Ｏ混合液对多孔硅进行了后处理．经过处理的多孔硅与未经处理的多孔硅相比,其发光强且稳定．通过对样品进行红外吸收谱的测试和分析,指出在后处理样品表面形成的Ａｌ２Ｏ３与ＳｉＯｘ结构是多孔硅发光增强和稳定性得到提高的原因．     

多孔硅的氢化、氧化与光致发光

对于刚阳极氧化完的，阳极氧化后紧接着在Ｈ２Ｏ２中光照处理的及长期存放（１０个月）的三种多孔硅样品进行了持续激光照射，不断监视它们的光致发光（ＰＬ）与富利埃变换红外（ＦＴＩＲ）吸收光谱，并在最后对它们作了Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）测量，以确定它们所含氧化硅的情况．得出如下几条结论：（１）氢对多孔硅表面的钝化是不稳定的．（２）Ｓｉ—Ｈ键不是发光所必须的．（３）氧对多孔硅表面的钝化是稳定的，纳米硅周围氧化层的存在及其特性对于稳定的多孔硅可见光发射是至关重要的．对激光照射下多孔硅发光的退化提出了新的解释．     

掺Er~（3＋）和掺Er~（3＋）／Yb~（3＋）光纤中1313nm到780nm的频率上转换过程

研究了在连续锁模和调Ｑ锁模两种脉冲泵浦条件下，掺Ｅｒ（３＋）和掺Ｅ３＋／Ｙｂ３＋单模ＧｅＯ２／ＳｉＯ２石英光纤中，１３１３ｎｍＮｄ：ＹＬＦ激光到７８０ｎｍ波长的频率上转换过程。Ｅｒ３＋离子在共振吸收两个光子后到４Ｆ９／２态，再经快速的无辐射转移到４Ｉ９／２态．形成７８０ｎｍ辐射。在连续锁模泵浦条件下．１３１３ｎｍ至７８０ｎｍ的转换效率比调Ｑ锁模条件下更高．而后者的峰值功率是前者的几百倍。     

ECR－PECVD制备Si_3N_4薄膜的特性及其应用的研究

本文利用ＥＣＲ－ＰＥＣＶＤ技术在不同沉积温度下制备了Ｓｉ３Ｎ４薄膜，利用Ｓｉ３Ｎ４薄膜的透射光强度曲线计算了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的折射率和膜厚，计算结果与实测值符合较好。结果表明，随着沉积温度的提高，Ｓｉ３Ｎ４薄膜的折射率增大，致密性提高，Ｓｉ３Ｎ４薄膜厚度在６０ｍｍ直径范围内不均匀度小于５％。测定了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的显微硬度。利用荧光分光光度计测定了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的光致发光效应。初步进行了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的超高频大功率晶体管器件中作为钝化膜的应用研究。