硅薄氧化膜的背散射分析

用180千电子伏的质子和氦离子背散射测量了硅表面氧化层中每平方厘米的硅原子数和氧原子数以及表面其它杂质的沾污量,并对三种不同清洗工艺减薄氧化层的效果作了比较。氧化层测量范围从540埃到天然氧化膜,较厚的氧化层符合SiO_2化学配比。随着厚度减薄,偏离SiO_2配比变为富硅,最后趋向于SiO_2组分。研究了位移原子和杂质原子对退道的影响,求得理想清洁硅表面的<111>轴向的沟道极小值,它与理论计算结果符合。     

直拉法制备锑化铟单晶的表面杂质研究

制备高质量锑化铟(InSb)单晶是发展大规模红外焦平面器件以及新型高温红外探测器衬底材料的关键。而在用直拉法生长InSb的过程中,表面杂质的出现会严重影响成品率。利用X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)技术研究了生产中InSb晶体表面杂质膜层的成分,分析了其主要来源及造成的影响,并采取相应工艺措施进行了改进。结果表明,InSb晶体表面杂质膜层的主要成分为In₂O₃、Sb₂O₃和Sb₂O₅三者的混合物以及碳沾污,其厚度不超过40 nm。通过对单晶炉处理和保护气氛的工艺优化,表面杂质大大减少,为获得高质量晶体奠定了基础。     

清洗工艺对锗外延片表面点状缺陷的影响

锗外延片表面的雾、水印及点状缺陷等会影响太阳电池的性能和成品率,其中点状缺陷出现的比例最高。研究了锗抛光片清洗工艺对外延片表面点状缺陷的影响,获得了无点状缺陷、低粗糙度及高表面质量的锗单晶片。采用厚度为175μm p型<100>锗单面抛光片进行清洗试验,研究了SC-1溶液的不同清洗时间、清洗温度和去离子水冲洗温度对锗抛光片外延后点状缺陷的影响,分析了表面SiO_2残留和锗片表面粗糙度对外延片表面点状缺陷的影响。结果表明点状缺陷主要是由于锗单晶抛光片表面沾污没有彻底清洗干净以及清洗过程中产生新的缺陷造成的。采用氢氟酸溶液浸泡、SC-1溶液低温短时间清洗结合低温去离子水冲洗后的锗抛光片进行外延,用其制备的太阳电池光电转换效率由原来的25%提高到31%。     

He-Ne激光管反射镜膜层的表面分析

用XPS、AES、SEM等表面分析方法对He-Ne激光管反射镜膜的元素成分、浓度、价态以及表面形态在寿命过程中的变化作了研究,证明镜膜的损伤和沾污是激光管失效的重要因素。     

采用磷原子选择性表面掺杂的横向固相非晶硅膜外延

本文研究了用磷原子的选择表面掺杂法来作非晶硅(α-Si)膜的横向固相外延(L-SPE),采用这种方法的磷原子仅在α-Si膜的表面层掺杂。已经发现,L-SPE的生长速率和从籽晶区起的生长长度,可由磷原子掺杂层的厚度来改变,但与α-Si膜厚度的关系不大。采用有效截面的透射电子显微技术,还发现,在掺磷样品表面中L-SPE的生长前沿由单晶面组成。为了解释这些实验结果,我们提出了表面掺磷样品的一种L-SPE生长模型。     

光刻过程中砷化镓的表面沾污

研究了光刻过程中由于抗蚀剥离剂引起砷化镓表面的沾污。发现在剥离剂中浸泡以后再经过热处理的片子,表面附近的电子浓度下降。沾污深度有时甚至达到100微米。这样的沾污可以通过轻微腐蚀砷化镓的沾污表面或在热处理前将砷化镓片放到稀释的氰化钾(KCN)溶液中浸泡来消除。并且断定沾污来自抗蚀膜剥离剂中的铜原子。     

磁控溅射Cu膜的表面形貌演化研究

采用磁控溅射工艺在单晶Si<111>衬底上制备300 nm厚的Cu膜,用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面形貌,研究工艺参数对Cu膜表面形貌的影响.结果表明:随着沉积温度、溅射功率及偏压的变化,Cu膜表面粗糙度历经了不同的演化过程.沉积粒子的扩散和晶粒生长之间的竞争决定了薄膜表面演化.     

光刻过程中GaAs的表面沾污

研究了在光刻过程中抗蚀剂膜溶剂“J-100”对 GaAs 的表面沾污。曾发现表面附近电子浓度下降是由于在 J-100中浸泡之后的热处理而引起的。沾污的深度有时达到100微米左右。虽然一些有机溶剂引起的沾污程度比 J-100要小,但是也会产生沾污。在热处理之前,对 GaAs 沾污表面稍加腐蚀或是将沾污的样品浸泡在稀 KCN 溶液中,都能够除掉这种沾污。而且,温度和时间与沾污深度的关系和浸泡在稀 CuSO_4溶液中的样品情况相同。故得出结论,沾污是由这些溶剂中所含的 Cu 原子引起的。     

月基极紫外相机光子计数成像探测器Ge膜的空间质子辐照稳定性

光子计数成像探测器是月基极紫外相机等空间成像载荷的核心成像器件。Ge膜作为探测器的电荷感应层，在空间质子辐照环境下的稳定性直接影响系统的成像质量。采用Monte-Carlo法仿真了500 nm Ge膜被10、50和100 keV高能质子辐照后，Ge膜内部的质子浓度分布与空位缺陷分布。仿真结果表明，50 keV质子在Ge膜内部产生的空位缺陷对膜层内部损伤最大。对100、230、350和500 nm厚度Ge膜分别进行50 keV质子辐照实验，经方阻仪测试显示，越厚的薄膜辐照后方阻变化越大，500 nm比100 nm Ge膜方阻增加量高约500 MΩ/。通过原子力显微镜(AFM)表征发现，500 nm Ge膜辐照后出现膜层凸起与分离，均方根表面粗糙度由1.63 nm增至约10 nm。研究结果表明，在满足方阻要求的前提下，通过对Ge膜厚度的合理设计，可以有效减小高能质子辐照带来的损伤。     

硅晶片热氧化前的清洗技术探索

阐述了硅晶片表面的各种沾污对热氧化生长的氧化膜质量的影响。进行了数组热氧化前硅晶片表面沾污清洗的实验,分析清洗液浓度、温度、超声等因素对清洗效果的影响。在显微镜下观察试验结果,对清洗后硅晶片表面出现的微粗糙度、蚀点及损伤等情况做了详细分析．并对引起这些情况的因素重新制定考察水平,进行优化改进,得到最佳的清洗效果。     

氩离子束辅助反应溅射沉积氧化锆薄膜的微观分析

对离子束反应溅射沉积过程中,同时经氩离子束轰击形成的氧化锆薄膜进行了RBS,XPS,TEM及XRD的微观分析。结果表明,在本实验条件下的形成膜体部分为标准化学计量配比的ZrO_2;形成膜由非晶和微晶构成,晶化程度与薄膜沉积用的衬底材料有关;在Al衬底上沉积膜有介稳立方相和单斜相出现;所有沉积膜表面均沾污碳。     

Si片磨削中砂轮粒径对Si片损伤层的影响

在直径300 mm Si片制备中,利用双面磨削技术能为后续加工提供高精度的表面,但Si片损伤层厚度较大.通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对Si片表面及截面进行观察,得到了经不同粒径的砂轮磨削后的Si片的表面及截面形貌、Si片的表面及亚表面损伤层的厚度并进行了分析比较.结果表明,用粒度更小的3000#砂轮磨削,能够有效地降低Si片表面及亚表面损伤层的厚度,为优化300 mm单晶Si片双面磨削工艺、提高Si片表面磨削质量提供了清晰、量化的实验理论依据.     

多孔硅技术在硅基微型燃料电池中的应用

多孔硅作为一种新型材料,利用其疏松多孔的特性及与IC加工的兼容性,将其用于硅微质子交换膜燃料电池的研究中,作为其电极扩散层.对多孔硅膜的性能、制备工艺及多孔硅膜表面金属淀积工艺进行了研究,提出一套基于MEMS加工技术和薄膜淀积技术的制作硅微质子交换膜燃料电池的工艺.     

InSb晶片的阳极氧化

Ⅲ～Ⅴ族半导体材料,经过阳极氧化以后,可以生成一层电阻率很高的绝缘层。这种工艺可用来制备MOS器件;或使半导体器件表面纯化,防止工艺中的再沾污,降低表面的漏电流,以达到提高半导体器件的电学性质的目的。有关这方面的研究工作,国外已有大量的报导。本文是对InSb(111)晶片,选用了几种不同类型的电解液,以恒流法进行了阳极氧化实验。对所生成的阳极氧化膜,用光学显微镜观察表面形态;离子探针法分析杂质沾污;     

多孔硅技术在硅基微型燃料电池中的应用

多孔硅作为一种新型材料,利用其疏松多孔的特性及与IC加工的兼容性,将其用于硅微质子交换膜燃料电池的研究中,作为其电极扩散层.对多孔硅膜的性能、制备工艺及多孔硅膜表面金属淀积工艺进行了研究,提出一套基于MEMS加工技术和薄膜淀积技术的制作硅微质子交换膜燃料电池的工艺.     

多孔硅技术在硅基微型燃料电池中的应用

多孔硅作为一种新型材料，利用其疏松多孔的特性及与IC加工的兼容性，将其用于硅微质子交换膜燃料电池的研究中，作为其电极扩散层，对多孔硅膜的性能、制备工艺及多孔硅膜表面金属淀积工艺进行了研究，提出一套基于MEMS加工技术和薄膜淀积技术的制作硅微质子交换膜燃料电池的工艺。     

降低SI-GaAs单晶中碳含量的实验研究

本文介绍了在国产高压单晶炉中,采取PBN涂层掩蔽碳的措施,利用LEC生长法,生长含碳量低的优质SI-GaAs单晶的工艺和实验结果.结合国内外LEC法生长SI-GaAs单晶降低碳含量的研究报道,讨论了环境中碳杂质沾污的机理及碳对SI-GaAs;单晶性能的影响.     

用分子束外延在多孔硅衬底上外延单晶硅来实现SOI结构

用 HF溶液对单晶Si片进行阳极化处理,形成多孔 Si.将多孔Si衬底放入超高真空室在小剂量的Si原子束辐照下进行加热处理,在较低温度下(725—750℃)获得了清洁有序的表面.用分子束外延在多孔Si上生长了1-2μm的单晶Si膜,其卢瑟福背散射沟道产额极小X_(min)<3％,表明外延膜的单晶性能良好.SOI结构已通过随后的侧向氧化多孔Si层获得.     

用涂碳石英管生长碲化物晶体的工艺分析

用经内壁涂碳膜的石英坩埚生长ＰｂＴｅ，ＣｄＴｅ和ＨｇＣｄＴｅ等的Ⅱ～Ⅳ族和Ⅳ～Ⅵ族化合物晶体，由Ｘ射线光电子能谱仪（ＸＰＳ），原子吸收光谱和高频红外碳硫分析技术分析了多组涂碳和未涂碳、用和未用长晶的石英管内壁及相应的晶体表面，结果表明牢固的碳膜不会对生长晶体引进明显的碳沾污，可以避免石英同生长晶体的粘连．     

蓝宝石衬底上单晶InN外延膜的RF-MBE生长

采用低温氮化铟(InN)缓冲层,利用射频等离子体辅助分子束外延(RF-MBE)方法在蓝宝石衬底上获得了晶体质量较好的单晶InN外延膜.用光学显微镜观察所外延的InN单晶薄膜,表面无铟滴.InN(0002)双晶X射线衍射摇摆曲线的半高宽为14′;用原子力显微镜测得的表面平均粗糙度为3.3nm;Hall测量表明InN外延膜的室温背景电子浓度为3.3×1018cm-3,相应的电子迁移率为262cm2/(V·s).