中子嬗变掺杂(NTD)硅单晶在压阻传感器中的应用

半导体器件用的硅单晶,通常是在直拉或区熔时从外部引入杂质制备的,即在硅单晶体生长时掺入所需杂质.因此,在掺杂时,由于杂质在硅中的分凝效应,导致掺入杂质分布的不均匀,再加上拉晶工艺因素的影响,使硅单晶产生杂质条纹等缺陷,使单晶在轴向和径向都会有较大的掺杂分布起伏,导致单晶电阻率的非均匀性.对大直径、高电阻率的硅单晶电阻率的不均匀性更为突出.硅压阻传感器对硅单晶电阻率的均匀性同样有较高的要求,如果原始单晶电阻率均匀性     

影响区熔硅单晶电阻率均匀性的主要因素

通过对弯曲的结晶界面的研究,分析其对分凝系数、分凝方向及界面杂质分布的影响;通过改变拉晶参数以改变结晶界面的弯曲程度,减小分凝系数的变化及径向分凝的强度。分析影响电阻率均匀性的主要因素,改变其生产工艺。     

Hg_(1-x)Cd_xTe的生长:对两种熔体生长型式的某些预测性能的比较

本文论述了无对流混合和完全混合两种标准冷凝生长型式的理论预测。为了反映这些生长条件对Hg_(1-x)Cd_xTe(MCT)系统的影响,设计了两种温度分布,并采用一定范围的生长速率和原始组份,生长得了晶体。把这些晶体中得到的轴向和径向组分的均匀性与两种生长型式的预测作了比较。本文还讨论等温线形状、径向分凝、密度引起的对流和温度分布产生的对流对径向组分均匀性的相对影响。发现径向组分的变化随生长速度的降低而减小,并且发现在说明轴向组分分布时,必须要考虑到这些改变。认为:密度引起的对流是决定径向组分变化的最重要因素。同时可以看到,在等温线的作用和径向分凝可以忽略的条件下,由温度分布引起的对流对径向组分的变化的影响。     

生长系统对高阻区熔硅单晶径向电阻率变化的影响

分别采用L4375-ZE区熔炉和CFG/1400P区熔炉,生长了N型、(1.5～4.5)×103Ω.cm和P型、(1.0～5.0)×104Ω.cm两种规格的高阻区熔硅单晶,单晶的直径为52～54 mm,晶向为<111>。经对单晶的电阻率及其径向分布进行检测对比后发现,在加热线圈几何结构(包括上下表面角度、内径尺寸及台阶设计)基本相同、单晶生长速率相同且上、下晶轴旋转具有相同配置的情况下,不同的单晶生长系统所生长的单晶,其电阻率径向均匀性有明显差异,用L4575-ZE区熔炉生长的单晶的电阻率径向分布更均匀。     

高纯ZnWO_4晶体的生长

用提拉法生长了ZnWO_4单晶,研究了晶体生长条件对晶体中杂质浓度的影响。晶体颜色对杂质很敏感,尤其对铁杂质特别敏感。生长过程中,通过界面加一电场可以改变铁的有效分凝系数。用籽晶作阳极可以减小分凝系数,从而可以得到高纯度的几乎无色的ZnWO_4单晶。     

多晶硅片少子寿命的影响因素研究与分析

为了提高多晶硅片的转换效率,提高多晶硅片少子寿命是一个重要的方法和途径,然而在生产过程中影响多晶硅片少子寿命的因素有很多,主要有杂质含量,硅片厚度及晶粒尺寸均匀性等。通过对分凝原理的研究,利用微波光电导测试原理对多晶硅锭少子寿命的分布做了分析,并对硅片厚度及晶粒尺寸进行研究,经过研究发现,多晶硅片少子寿命主要受原料金属杂质含量的大小,硅片厚度及晶粒尺寸均匀性等因素的影响。     

锑化铟晶片的电学均匀性研究

锑化铟焦平面探测器是红外成像系统的重要组成部分,对红外成像的成本和性能都有重要影响。锑化铟晶片的质量及均匀性决定了探测器的性能。通过霍尔效应测试、低温探针法以及微波光电导衰退法研究了锑化铟晶片的电学性能均匀性。结果表明,所制备的锑化铟晶片的载流子浓度和电子迁移率的面分布较均匀,但低温电阻率以及少子寿命的分布呈现较小的非均匀性变化,这主要与锑化铟生长过程中的杂质分凝有关。     

高阻区熔硅单晶的径向少子寿命变化

在氩气气氛及真空环境下生长的高阻区熔硅单晶的径向少子寿命分布情况进行了检测.检测结果表明,在氩气气氛下生长的各种规格的高阻单晶,其少子寿命一般都在1 000μs以上,且径向变化大部分在10%以内,当生长工艺参数改变时,单晶少子寿命的径向分布规律虽然会有所不同,但对少子寿命径向均匀性的影响却几乎可以忽略.而在真空环境、不同工艺参数下生长的单晶,其少子寿命的径向分布及均匀性的变化则十分的明显,还会经常看到中心少子寿命400～500μs、边缘区域少子寿命高于1 000μs的单晶.本文在单晶生长试验的基础上,通过对产生这种现象的原因进行分析,确定了采用适当地降低晶体生长速率、提高加热功率的方法,可以使高阻真空区熔硅单晶中心区域的少子寿命的提高,并使其径向分布变均匀.     

重掺衬底硅外延层杂质来源及控制方法分析

从重掺衬底硅单晶片上生长外延层的杂质来源入手,通过分析不同杂质源的控制方法,来更好地控制外延层的电阻率径向分布均匀性。对于电阻率径向均匀性要求非常高的外延片来讲,仅靠控制主掺杂质源是无法实现的,必须要采取措施对自掺杂质进行控制。因此提出了多种抑制自掺杂质的方法,包括优选衬底、气相抛光、衬底背封、二步外延、减压外延等。     

φ200mm太阳能电池用直拉硅单晶生长中导流系统的研究

利用数值模拟,对CZ硅单晶生长系统中导流系统调整和改进,得到不同导流系统下的氩气流场和全局温场. 研究发现在导流系统中引入导流筒及冷却功能后,氩气流场得到明显的改善,晶体中纵向温度梯度均匀性改善,固液界面趋于平坦,有利于结晶潜热的散发和单晶径向电阻率的均匀性. 研究表明改进导流系统能提高结晶潜热散发速率,有利于提高晶体拉速.     

200 mm高阻厚层Si外延技术研究

针对国内市场对200mm Si外延产品需求持续增长,其中高阻厚层产品需求量最大的情况,研制开发了200 mm高阻厚层Si外延片,解决了规模生产中工艺参数控制的稳定性、均匀性和一致性.介绍了一种实用工艺方法,即在常压外延设备上,对200 mm高阻厚层Si外延片的生长进行工艺开发,考虑了该产品生产过程中影响工艺参数的主要因素,在产品结晶质量、自掺杂控制、均匀性控制、背面控制等方面进行了专题研究,得到了良好结果,已应用于规模生产.     

半绝缘SiC单晶电阻率均匀性研究

采用非接触电阻率面分布(COREMA)方法对本实验室生长得到的2英寸(50 mm)4H和6H晶型半绝缘SiC单晶片进行电阻率测试,结果发现数据的离散性大,低者低于测试系统下限105Ω.cm,高者高于其上限1012Ω.cm,甚至在同一晶片内会出现小于105Ω.cm,105~1012Ω.cm和大于1012Ω.cm的不同区域,而有的晶片则电阻率的均匀性较好。将SiC电阻率测试结果与二次离子质谱(SIMS)对晶体内主要杂质V,B和N含量测试结果相结合,初步探讨得到引起掺钒SiC单晶电阻率的高低及均匀性的变化由补偿方式决定,在深受主补偿浅施主模式下,V的浓度控制在2×1016~3×1017cm-3,N的浓度控制在1×1016cm-3左右,深受主钒充分补偿浅施主氮,制备得到的SiC单晶具有半绝缘性,且电阻率均匀性好。     

电阻率对电容法测Si片厚度的影响

在对电容法测量Si片厚度的原理分析基础上,根据电阻率与介质介电常数ε的对应关系,分析了用电容法测试Si片厚度时,电阻率及电阻率均匀性对测试结果的影响,并采用千分尺(有接触测试)、ADE6034及Wafer Check 7000(电容法测试)分别对不同电阻率及电阻率均匀性的样品进行测试比对。实验结果证明,电容法可以测量高电阻率Si片的厚度等几何参数,但不能测量电阻率均匀率较差的Si片。同时,校正电容法测量设备时,以校正样片电阻率与被测Si片电阻率范围接近为原则。     

功率VDMOS器件用硅外延材料研制

文章阐述了硅功率VDMOS器件的基本原理和器件结构,也展现了作为电力电子器件其广阔的应用领域,提出了功率VDMOS器件对硅外延材料的要求和发展方向。依据功率器件对外延片的要求,通过优化外延工艺程序和优化外延工艺参数,消除或减弱了自掺杂对电阻率均匀性的影响,消除了过渡区对厚度均匀性的影响,也较好地控制了外延层中的结构缺陷...     

压锭烧结NTC材料电阻率的径向分布

压锭烧结NTC材料的电阻率沿径向分布,中心的电阻率明显高于表层的电阻率。电阻率的这种分布是由于在样品烧结过程中,中心部位缺氧,表层富氧;冷却时杂质向表层迁移,缺陷移动所致。笔者将讨论影响电阻率分布的原因及其规律。     

低温固化型银基浆料电性能的研究

用银粉、热固性环氧树脂、六氢苯酐和环氧改性剂制得了在180℃固化的银基浆料。研究了银粉含量、银粉比例、环氧树脂含量、硅烷偶联剂用量以及固化时间对银基浆料性能的影响。结果表明:银粉含量及形状、固化时间等均会影响浆料性能。当w(环氧树脂)为8%～10%;w(银粉)为65%～70%,ζ(片状银粉∶球状银粉)为8∶2;w(硅烷偶联剂)为6%;w(各种添加剂)为14%～22%;固化时间为15min时,浆料的体电阻率最小为2.25×10–5Ω·cm,方阻为7.03mΩ/□。     

三氯氢硅本征电阻率(纯度)的测试方法

三氯氢硅(SiHCl3)作为硅外延片的关键原材料,其纯度直接影响着硅外延层的性能。一般三氯氢硅纯度的测试方法有两种,除采用化学分析方法测试外,通常用生长不掺杂外延层(本征外延层)的方法来确定。即采取测量三氯氢硅生长后的硅外延本征电阻率的方法来衡量其纯度。而影响硅外延本征电阻率的主要因素为系统的自掺杂,增加硅外延的生长时间可以有效抑制系统自掺杂,但无限制的增加生长时间必然导致生产成本的增加。文中通过实验数据,确定了一个合理的硅外延本征生长工艺过程,从而达到了评价三氯氢硅纯度的目的。     

源搅拌混响室的仿真分析与实验研究

根据谐振腔理论,分析了理想情况下影响源搅拌混响室性能的主要因素,通过数值计算对其进行仿真验证,确定了影响混响室场均匀性的主要因素有激励天线的极化方向,摆放位置以及激励源的位置数等;在此基础上提出了一种可行的源搅拌方案,通过实验的方法,在满足一定采样数情况下,实现了混响室较好的场均匀性;同时借助K-S拟合对源搅拌混响室测量场值的统计特性进行了分析,结果表明:源搅拌混响室的一维场分布服从瑞利分布。