C离子注入Si中Si-C合金的形成及其特征

利用离子注入和高温退火的方法在 Si中生长了 C含量为 0 .6 %— 1.0 %的 Si1 - x Cx 合金 ,研究了注入过程中产生的损伤缺陷、注入 C离子的剂量及退火工艺对合金形成的影响 ,探讨了合金的形成机理及合金产生的应变分布的起因 .如果注入的 C离子剂量小于引起 Si非晶化的剂量 ,退火过程中注入产生的损伤缺陷容易与 C原子结合形成缺陷团簇 ,难于形成 Si1 - x Cx 合金 ,而预先利用 Si离子注入引进损伤有利于 Si1 - x Cx 合金的形成 ;但如果注入的C离子可以引起 Si的非晶化 ,预先注入产生的损伤缺陷不利于 Si1 - x Cx 合金的形成 .与慢速退火工艺相比 ,快速     

锗离子注入硅单晶的非晶化及二次缺陷的研究

本文用卢瑟福背散射(RBS),横断面透射电子显微镜(XTEM)及微区电子衍射技术研究了锗离子注入硅单晶中的非晶化及二次缺陷的特性。离子注入能量为400keV,剂量范围为1×100~(13)至1×10~(15)/cm~2,离子束流强度为0.046μA/cm~2,注入温度为室温。实验发现,在本工作的离子注入条件下,入射锗离子使硅单晶表面注入层开始非晶化的起始剂量大于0.6×10~(14)/cm~2。形成一个完整匀质表面非晶层所需的临界剂量为1×10~(15)/cm~2。热退火后产生的二次缺陷特性极大地受到退火前样品注入层非晶化程度的影响。     

基于离子注入与快速热退火的GeSn合金生长技术

针对源漏诱生应变Ge沟道p-MOSFET的发展趋势,开发了一种基于离子注入与快速热退火的GeSn合金生长新技术,并进行了二次离子质谱、X射线衍射、透射电子显微镜和方块电阻等测试.结果表明,采用快速热退火,可将单晶Ge衬底中的Sn原子激发至替位式位置,形成GeSn合金.当退火温度为400℃时,Sn原子激活率为100％,其峰值浓度固定为1×1021 cm-3,与Sn的初始注入剂量无关.该技术与现有CMOS工艺兼容,附加成本低,适用于单轴压应变Ge沟道MOSFET的大规模生产.     

GaAs中Si~+注入的X射线双晶衍射研究

本文用X射线双晶衍射术,结合摇摆曲线的计算机模拟和电学测量,研究了 180keV Si+注入GaAs(100)样品及其退火过程中的结构变化.结果表明,注入态时Si原子基本上处在基体中的间隙位上,使点阵产生膨胀,在退火过程中逐渐进入替代位,但这一替代过程进行得并不彻底.当剂量高于 1×10~(13)cm~(-2)时,注入态就显著地产生了间隙Si原子进入替代位的过程.当剂量达到 1×10~(15)cm~(-2)时,经 800℃ 0.5 小时的炉退火仍然不能消除离子注入所引起的损伤和应变,大量Si原子留在间隙位上,使激活率难以提高.分析表明,空位和应力在Si原子从间隙位到替代位的过程中起了很大的作用,是GaAs中Si离子注入产生饱和现象的.主要原因.     

离子注入硼的注入损伤和反常瞬时扩散

本文研究了注入硅离子对离子注入硼的反常瞬时扩散的影响,发现硅离子剂量远低于使晶格无序化必需的剂量,并且明显地减小随后注入的硼的反常瞬时扩散。但是,由于额外的硅注入使薄层电阻增大了。硅离子注入到被激活的硼层中,在远超过硅离子射程处引起附加反常扩散。在损伤较大的地方反常移动亦减小。根据退火时可以消除的点缺陷群的产生以及填隙型扩展缺陷的形成而导致高损伤区点缺陷湮没的观点可以解释这些影响。     

高剂量离子注入直接形成Ge纳米晶的物理机理

研究了单束双能高剂量Ge离子注入、不经过退火在非晶态SiO2薄膜中直接形成镶嵌结构Ge纳米晶的物理机制．实验中利用不加磁分析器的离子注入机，采用Ge弧光放电离化自动形成的Ge+和Ge2+双电荷离子并存的单束双能离子注入方法，制备了1e16～1e18cm－2多种剂量Ge离子注入的Si基SiO2薄膜样品．用GIXRD表征了Ge纳米晶的存在，并仔细分析得到了纳米晶形成的阈值剂量．通过TEM分析了Ge纳米晶的深度分布和晶粒尺寸．用SRIM程序分别计算了双能离子在SiO2非晶层的射程和深度分布，与实验结合，得到纳米晶形成的物理机制，即纳米晶的形成与单束双能离子注入时Ge＋和Ge2＋相互碰撞产生的能量沉积在SiO2中形成的局域高温有关．     

Ar离子注入p型MCT的反型分析

对Ar离子注入P型MCT的反型进行了分析.由于Ar离子是中性离子,注入后反型的机理是否与B离子注入到P型MCT反型机理一致?我们根据B离子注入到P型MCT的模型进行了Ar离子注入反型的假设.经过实验验证了经Ar离子注入后,退火前不显现结整流特性,退火后显示出结整流特性,得到了Ar离子注入P型MCT中的反型大致与B离子注入到P型MCT反型结果一致.Ar离子注入后产生了大量的缺陷,形成剩余的Hg间隙原子被衍生缺陷所捕获,退火使得Hg间隙原子从衍生缺陷中逃逸出来而呈现低浓度的背景施主,造成了P型MCT的反型.     

大束流离子注入形成CoSi2/Si肖特基结电学特性

文中研究了使用大束流金属离子注入形成的CoSi2/Si肖特基结的特性。肖特基结由离子注入和快速热退火两步工艺形成。Co离子注入剂量为3×1017ion/cm2,注入电压25kV。快速热退火温度为850°C,时间为1min。应用I-V和C-V测量进行参数提取。I-V分析得到势垒高度约为0.64eV,理想因子为1.11,C-V分析得到势垒为0.72eV。最后依据实验结果对工艺提出了改进意见。     

高剂量离子注入直接形成Ge纳米晶的物理机理

研究了单束双能高剂量Ge离子注入、不经过退火在非晶态SiO2薄膜中直接形成镶嵌结构Ge纳米晶的物理机制.实验中利用不加磁分析器的离子注入机,采用Ge弧光放电离化自动形成的Ge+和Ge2+双电荷离子并存的单束双能离子注入方法,制备了1016～1018cm-2多种剂量Ge离子注入的Si基SiO2薄膜样品.用GIXRD表征了Ge纳米晶的存在,并仔细分析得到了纳米晶形成的阈值剂量.通过TEM分析了Ge纳米晶的深度分布和晶粒尺寸.用SRIM程序分别计算了双能离子在SiO2非晶层的射程和深度分布,与实验结合,得到纳米晶形成的物理机制,即纳米晶的形成与单束双能离子注入时Ge+和Ge2+相互碰撞产生的能量沉积在SiO2中形成的局域高温有关.     

半绝缘GaAs中Mg~++P~+双注入研究

本文对Mg~+和P~+双离子注入半绝缘GaAs的行为进行了研究.发现不论是常规热退火还是快速热退火,共P~+注入都能有效地提高注入Mg杂质的电激活率,其效果优于共As~+注入,共P~+注入的最佳条件是其剂量与Mg~+离子剂量相同,电化学C—V测量表明,双注入样品中空穴分布与理论计算值接近,而单注入样品中则发生严重偏离,快速热退火较常规热退火更有利于消除注入损伤.