剥层椭偏法对As~+注入Si热退火过程的进一步研究

本文用剥层椭偏光法对As离子注入硅的热退火过程作了较详细的研究.As 离子注入剂量为 5 ×10~(14)cm~(-2),能量为100keV.在300-800℃之间各种不同温度下退火,得到了在这几种温度下固相外延平均速率及复折射率分布的变化.我们发现在各种温度下非晶层的消光系数都变小,尾部的折射率变大.     

氢离子注入对Si-SiO_2界面态密度的影响

采用离子注入技术,可使栅氧化层的界面态密度从一般的10~(10)cm~(-2).eV~(-1)左右降到1×10~9cm~(-2).eV~(-1)以下.通过对比实验,找到在具体实验条件下的最佳离子注入剂量、退火温度和退火时间.用扩散理论和化学反应平衡理论解释了实验结果.     

红外辐照退火砷离子注入硅的后热处理特性研究

本文研究了硅中砷离子注入层经红外辐照退火后的热处理特性,测量了表面薄层电阻随后热处理温度的变化关系.实验结果表明,对于红外辐照~(75)As离子注入样品,表面薄层电阻随后热处理温度的升高而发生规律性的变化,在900℃附近达到最小值,此时注入杂质的电激活率大于100%.     

用硅离子注入SiO2层方法制备的纳米硅的光学性质

报道了用硅离子注入热氧化生长的SiO2 层后热退火的方法制备纳米硅样品,并在室温下测量了样品的光致发光谱及其退火温度的关系.实验结果表明,在800℃以下退火的样品的发光是由于离子注入而引入SiO2 层的缺陷发光.在900℃以上退火,才观察到纳米硅的发生,在1100℃下退火,纳米硅发光达到最强.纳米硅的发光峰随退火温度升高而红移呈量子尺寸效应.在直角散射配置下,首次观察到纳米硅的特征拉曼散射峰,进一步证实了光致发光谱的结果.     

用固相外延方法制备Si_(1-x-y)Ge_xC_y三元材料

分析了 Si1- x- y Gex Cy 三元系材料外延生长的特点 ,指出原子性质上的巨大差异使 Si1- x- yGex Cy 材料的制备比较困难 .固相外延生长是制备 Si1- x- y Gex Cy 的有效方法 ,但必须对制备过程各环节的条件进行优化选择 .通过实验系统地研究了离子注入过程中温度条件的控制对外延层质量的影响以及外延退火条件的选择与外延层结晶质量的关系 .指出在液氮温度下进行离子注入能够提高晶体质量 ,而注入过程中靶温过高会导致动态退火效应 ,影响以后的再结晶过程 .采用两步退火方法有利于消除注入引入的点缺陷 ,而二次外延退火存在着一个最佳退火温区 .在此基     

高能Si~+注入Sl-GaAs形成n型埋层

本文报导0.6～5MeV高能Si~+离子注入LEC半绝缘GaAs的快速退火效果,在950℃温度下退火5秒得到最佳电特性.采用多能量叠加注入已制备出平均深度在1.2μm,厚约1.7μm的n~+深埋层,载流子浓度为3～5×10~(17)cm~(-3).在近表面单晶层上作成了性能良好的肖特基接触,其势垒高度约为0.7V.     

As+/N2+组合离子注入Si的损伤退火及杂质浓度分布

采用双晶X射线衍射仪测量了相同注入能量、不同注入剂量的As+/N2+组合离子注入Si的衍射曲线,借助X射线衍射的运动学理论和离子注入的多层模型,对衍射曲线进行拟合,得到了晶格应变随注入深度的分布及辐射损伤分布.在500～900℃下进行等时热退火,对辐射损伤经退火的晶格恢复进行了研究.用LSS理论计算了同样注入条件下的杂质浓度分布,并对二者进行了比较分析.     

磷（P31^＋）注入Si的快速退火电特性

本文报告了P_(31)~+离子注入Si中快速退火的电特性研究结果。采用高精度四探针测量了P_(31)~+注入层在不同注入剂量下,薄层电阻与退火温度和退火时间的关系。采用自动电化学测量仪PN-4200,测量了P_(31)~+离子注入Si中的载流子剖面分布。     

中波碲镉汞p-on-n高温工作技术研究

针对碲镉汞中波p-on-n技术进行研究,采用二次离子质谱仪分析注入后及退火后As离子在碲镉汞材料中的浓度分布,使用透射电镜表征激活退火后离子注入损伤修复状态,通过半导体参数测试仪评价pn结的IV特性,将探测器芯片装在变温杜瓦中测试其不同温度下的焦平面技术指标。研究结果表明,As离子注入后在碲镉汞体内形成大量缺陷,经过富汞退火后缺陷得到修复,同时As离子进一步向内扩散,制备的pn结工作稳定表明As离子得到有效激活,制备的中波p-on-n探测器芯片在120 K温度下有效像元率可以达到99%以上。     

快速热退火对带有 InGaAs盖层的 InAs/GaAs量子点发光特性的影响

系统地研究了快速热退火对带有 3nm Inx Ga1 - x As(x=0 ,0 .1,0 .2 )盖层的 3nm高的 In As/ Ga As量子点发光特性的影响 .随着退火温度从 6 5 0℃上升到 85 0℃ ,量子点发光峰位的蓝移趋势是相似的 .但是 ,量子点发光峰的半高宽随退火温度的变化趋势明显依赖于 In Ga As盖层的组分 .实验结果表明 In- Ga在界面的横向扩散在量子点退火过程中起了重要的作用 .另外 ,我们在较高的退火温度下观测到了 In Ga As的发光峰     

As~+/N_2~+组合离子注入Si的损伤退火及杂质浓度分布

采用双晶X射线衍射仪测量了相同注入能量、不同注入剂量的As+ / N2 + 组合离子注入Si的衍射曲线,借助X射线衍射的运动学理论和离子注入的多层模型,对衍射曲线进行拟合,得到了晶格应变随注入深度的分布及辐射损伤分布.在5 0 0～90 0℃下进行等时热退火,对辐射损伤经退火的晶格恢复进行了研究.用L SS理论计算了同样注入条件下的杂质浓度分布,并对二者进行了比较分析     

硅、锗和氩离子注入富硅二氧化硅的电致发光

将Si、Ge和Ar三种离子注入到磁控溅射制备的富硅二氧化硅和热生长的二氧化硅中,在N2气氛中,作550、650、750、850、950和1050℃退火后,进行电致发光研究.对比样品为退火条件相同的未经注入的上述两种二氧化硅.对于离子注入情况,只观察到Au/1050℃退火的离子注入的富硅二氧化硅/p-Si的电致发光.低于1050℃退火的离子注入富硅二氧化硅和上述各种温度下退火的热生长二氧化硅,无论离子注入与否,都未观察到电致发光.Au/未注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光光谱在1.8eV处出现主峰,在2.4eV处还有一肩峰.在Au/Si注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光谱中,上述两峰的强度分别增加了2倍和8倍;在Au/Ge注入不大,但都观测到峰位位于2.2eV的新发光峰.采用隧穿-量子限制-发光中心模型对实验结果进行了分析和解释.     

离子注入技术在单晶硅太阳电池上的应用

采用Silvaco-TCAD仿真软件模拟了在一定注入能量下离子注入剂量、退火温度和时间对太阳电池表面方块电阻和结深的影响,并通过离子注入机和高温退火炉进行了实验验证。实验结果表明,当离子注入剂量为7×10~(14 )cm~(-2)、注入能量为10 keV、退火时间为20 min、退火温度为870～890℃时,电池表面方块电阻超过130Ω/□,均匀性良好,结深可达0.6μm。当离子注入剂量小于7×10~(14 )cm~(-2)时,方块电阻值过大,且均匀性较差。均匀性良好的高方块电阻可有效降低电池表面的少子复合,进而有助于提升电池效率。     

离子注入白光退火特性

本文研究了离子注入后碘钨灯的退火效果;测量了离子注入和瞬态退火样品的电阻率、迁移率、电激活率和注入层电阻率的均匀性;用背散射和扩展电阻仪得到As浓度和载流子浓度分布;获得了制备浅结的工艺条件。用超高压电镜分析了注入层的剩余缺陷。同热退火比较表明白光退火技术更适于超大规模集成电路的微细加工工艺的要求。     

GaAs(100)热退火表面的变角XPS定量分析

利用变角X射线光电子能谱(XPS)及其层状结构的计算程序分析和计算GaAs(100)在600-675℃热退火处理后表面组分/深度的定量变化.在GaAs表面氧化物与衬底之间存在一过渡层,即弛豫层,该层在自然情况下为富As的结构,经600℃以上的温度退火后,成为富Ga的结构.实验和计算发现该层的厚度和Ga的相对含量随退火温度增加而增大,即弛豫层中的Ga含量由53.4%变为62.1%,弛豫层厚度由1.3nm变为2.2nm.     

硅、锗和氩离子注入富硅二氧化硅的电致发光

将Si、Ge和Ar三种离子注入到磁控溅射制备的富硅二氧化硅和热生长的二氧化硅中,在N2气氛中,作550、650、750、850、950和1050℃退火后,进行电致发光研究.对比样品为退火条件相同的未经注入的上述两种二氧化硅.对于离子注入情况,只观察到Au/1050℃退火的离子注入的富硅二氧化硅/p-Si的电致发光.低于1050℃退火的离子注入富硅二氧化硅和上述各种温度下退火的热生长二氧化硅,无论离子注入与否,都未观察到电致发光.Au/未注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光光谱在1.8eV处出现主峰,在2.4eV处还有一肩峰.在Au/Si注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光谱中,上述两峰的     

硅中硼离子注入层的卤钨灯辐照快速退火研究

本文研究了SiO_2掩蔽膜硼离子注入硅的卤钨灯辐照快速退火,测量了注入层表面薄层电阻与退火温度及退火时间的关系,得到了最佳的退火条件。对于采用920(?)SiO_2膜,25keV、1×10~(15)cm~(-2)的~(11)B离子注入样品,经不同时间卤钨灯辐照退火后,测量了注入层的载流子浓度分布,并与950℃、30分钟常规炉退火作了比较。结果表明,卤钨灯辐照快速退火具有电激活率高、注入杂质再分布小以及快速、实用等优点。     

退火对N离子注入ZnO:Al薄膜性能的影响

利用溶胶-凝胶法在(0001)Al2O3衬底上制备了Al/Zn原子比为1%的ZnO:Al薄膜,将能量56keV、剂量1×1017ions/cm2的N离子注入到薄膜中.离子注入后,样品在500～900℃氮气气氛中退火,利用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)、透射谱和四探针研究了退火温度对薄膜性能的影响.结果显示,在800℃以下退火,随退火温度提高,薄膜结晶性能逐渐变好;在600℃以上退火,随退火温度提高,紫外近带边发光峰(NBE)和缺陷相关的深能级可见光发光带都逐渐增强;600℃退火时,样品的电阻率仅为83Ω·cm.     

硅中离子注入层的红外瞬态退火及其浅结的制备

本文研究了硅中离子注入层的红外瞬态退火.对于注As~+和注B~+样品的测试表明,红外瞬态退火具有电激活率高、缺陷消除彻底和注入杂质再分布小等优点.对于注入剂量为1×10~(15)As~+cm~(-2)的样品和3.6×10~(14)B~+cm~(-2)的样品,经红外瞬态退火后电激活率分别达到了90%和95%.用红外瞬态退火样品制作的台面管的反向漏电流,在相同的测试条件下,只是常规热退火样品的一半左右.对于通过650(?)SiO_2膜,25keV、5×10~(14)cm~(-2)剂量的硼离子注入样品,经红外瞬态退火后得到了结深分0.20μm的浅结.     

用固相外延方法制备Si1-x-yGexCy三元材料

分析了Si1-x-yGexCy三元系材料外延生长的特点,指出原子性质上的巨大差异使Si1-x-yGexCy材料的制备比较困难.固相外延生长是制备Si1-x-y的有效方法,但必须对制备过程各环节的条件进行优化选择.通过实验系统地研究了离子注入过程中温度条件的控制对外延层质量的影响以及外延退火条件的选择与外延层结晶质量的关系.指出在液氮温度下进行离子注入能够提高晶体质量,而注入过程中靶温过高会导致动态退火效应,影响以后的再结晶过程.采用两步退火方法有利于消除注入引入的点缺陷,而二次外延退火存在着一个最佳退火温区.在此基础上优化得出了固相外延方法制备Si1-x-yGexCy/Si材料的最佳条件.