双极器件和MOS LSI的本征吸杂研究

为了寻找一种有效而又可靠的吸杂技术,研究了一种采用HCl氧化的三步预热处理工艺方法。在这种方法中,氧化引起的体内堆垛层错起看吸杂中心的作用。利用HCl本征吸杂,可以完全去除外延堆垛层错,降低高速双极器件的结漏失效。本文提出的HCl本征吸杂技术应用在MOS图象传感器和动态RAM中,可以改善它们的产品性能。     

氧本征吸除低温退火工艺的研究和改进

讨论了硅片中氧沉淀形成的机理，推荐一种本征吸除的改进技术，用以增强吸除效果。在本征吸除工艺的低温退火中，用连续的线性升温退火代替常规的恒温退火。采用改进的本征吸除工艺后，可增加硅片表面ＭＯＳ结构少子产生寿命和降低Ｐ＋Ｎ结二极管的反向电流。     

MOS器件鸟咀区非本征电容研究

在ＭＯＳ结构的窄沟器件、倒比器件中，鸟咀区下的势垒层所构成的非本征电容Ｃｇｂ０对集成电路的高频特性有较大影响，但由于它与本征电容并联，且有杂散电容的影响，不易测准．本文研究了精确测量Ｃｇｂ０的方法，同时也发现它的值不是常数，并给出了Ｃｇｂ０随Ｖｇｂ变化的经验公式．     

掺猪直拉硅片三步退火本征吸除清洁区形成的研究

运用高温－低温－高温三步退火的本征吸除工艺研究了锗的存在对硅片清洁区形成的影响。发现直拉硅中杂质锗的存在可促进氧的外扩散，抑制氧沉淀的发生并可形成较宽的清洁区。     

掺锗直拉硅片三步退火本征吸除清洁区形成的研究

运用高温-低温-高温三步退火的本征吸除工艺研究了锗的存在对硅片清洁区形成的影响。发现直拉硅中杂质锗的存在可促进氧的外扩散,抑制氧沉淀的发生并可形成较宽的清洁区。     

一种适于LSI及浅结器件的硅片表面加工技术

通过氧本征内吸杂工艺前后硅片的实际器件制管试验、少子寿命测试及吸杂硅片的纵向解剖，制管性能大大改善，管芯平均制造合格率提高５％～１５％，硅片表面少子寿命提高一个数量级以上。另外研究还表明，吸杂硅片经高温氧化、扩散等器件工艺后，硅片表面清洁区厚度及吸杂区内缺陷密度基本是稳定的。     

本征模在电源完整性分析中的应用

针对日益复杂的多层基板电源完整性问题,提出了一种基于本征模分析所需频段内PDN(Power Delivery Network)阻抗大于目标阻抗的仿真设计方法。基于13层的AlN基板,利用AnsysSiwave电磁仿真软件提取电源分配网络的Z阻抗曲线,观察响应上是否有谐振点。针对谐振点,利用本征模观察谐振频点的谐振分布,确认最大谐振位置。通过在最大谐振位置上加载去耦电容的方式将谐振频点移至高频,以此使电源Z阻抗满足目标阻抗需求。     

快速退火气氛对300mm CZ硅片吸杂效应和表面微观结构的影响

研究了N2和N2/NH3混合气两种不同气氛快速退火处理硅片对洁净区和氧沉淀分布的影响.研究发现:N2/NH3混合气氛处理的硅片在后序热处理中表层形成很薄的洁净区同时体内形成高密度的氧沉淀;而N2气氛处理的硅片的沽净区较厚、氧沉淀密度较低.但是两种气氛下延长恒温时间都可以降低洁净区厚度,增加氧沉淀密度.X射线光电子能谱和原子力显微镜扫描的结果显示N2/NH3混合气氛处理使表面出现了强烈的氮化反应,利用氮化反应町以解释快速退火气氛对洁净区分布的影响.     

快速退火气氛对300mm CZ硅片吸杂效应和表面微观结构的影响

研究了N2和N2/NH3混合气两种不同气氛快速退火处理硅片对洁净区和氧沉淀分布的影响.研究发现:N2/NH3混合气氛处理的硅片在后序热处理中表层形成很薄的洁净区同时体内形成高密度的氧沉淀;而N2气氛处理的硅片的沽净区较厚、氧沉淀密度较低.但是两种气氛下延长恒温时间都可以降低洁净区厚度,增加氧沉淀密度.X射线光电子能谱和原子力显微镜扫描的结果显示N2/NH3混合气氛处理使表面出现了强烈的氮化反应,利用氮化反应町以解释快速退火气氛对洁净区分布的影响.     

低成本多晶硅片表面织构的研究

采用化学腐蚀液织构了经磷吸杂处理后的多晶硅片。利用SEM分析了化学腐蚀后多晶硅表面形态,并通过反射谱测试分析了多晶硅片表面的陷光效果。实验结果表明：经酸腐蚀后的样品表面分布着均一的“蚯蚓状”的腐蚀坑,且反射率较低。在400-1000nm波长范围内,反射率可达22．75％;生长了SiN,薄膜后,反射率减小至8．33％,比原始硅片的反射率低20．96％。     

冶金法n型多晶硅磷、硼吸杂实验的研究

研究了冶金法n型多晶硅片磷吸杂、硼吸杂效果及其机理。研究发现,经1 000℃/4h磷吸杂后,硅片平均少子寿命从1.21μs提高到11.98μs;经950℃/1h硼吸杂后,平均少子寿命从1.52μs提升到10.74μs。两种吸杂处理后,硅片电阻率从0.2Ω.cm提高到0.5Ω.cm。结果表明,两种吸杂工艺使得硅片表面形成的重磷、重硼扩散层对金属杂质有较好的吸杂作用,从而减少载流子的复合中心,改善多晶硅片的性能。     

离子注入快速热退火制造类视见函数光电探测器

采用离子注入,红外快速热退火方法制造硅探则器,由喇曼散射方法检测损伤消除效果,确定快速热退火的温度,借助本征吸除等工艺技术,可以方便地得到性能优良的类视见函数光电探测器。     

高温退火对铸造多晶硅片中位错密度的影响

对铸造多晶硅片进行了1 000~1 400℃的高温退火和不同方式冷却实验,用显微观察法对退火硅片及其相邻姊妹片位错密度进行了测量统计。研究了退火温度和冷却方式对铸造多晶硅片中位错密度的影响。结果证实:当退火温度在1 100℃及以下时,硅片的位错密度并没有降低反而增加了;当退火温度在1 320℃及以上时,硅片的位错密度明显降低,其幅度随温度提高增大;但退火后如断电随炉冷却而不控制冷却速率,位错密度又会提高。     

金属沾污对超薄栅氧(2.5nm)特性的影响

采用可控的金属沾污程序,最大金属表面浓度控制在1012cm-2数量级,来模拟清洗工艺最大可能金属沾污表面浓度.利用斜坡电流应力和栅注入方式测量本征电荷击穿来评估超薄栅氧特性和金属沾污效应.研究了金属锆和钽沾污对超薄栅氧完整性的影响.实验结果表明金属锆沾污对超薄栅氧完整性具有最严重危害;金属钽沾污的栅氧发生早期击穿现象,而金属铝沾污对超薄栅氧完整性没有明显影响.     

金属沾污对超薄栅氧(2. 5nm)特性的影响

采用可控的金属沾污程序 ,最大金属表面浓度控制在 10 1 2 cm- 2数量级 ,来模拟清洗工艺最大可能金属沾污表面浓度 .利用斜坡电流应力和栅注入方式测量本征电荷击穿来评估超薄栅氧特性和金属沾污效应 .研究了金属锆和钽沾污对超薄栅氧完整性的影响 .实验结果表明金属锆沾污对超薄栅氧完整性具有最严重危害 ;金属钽沾污的栅氧发生早期击穿现象 ,而金属铝沾污对超薄栅氧完整性没有明显影响 .     

Effects of Rapid Thermal Annealing on the Device Characteristics of Quantum Well Infrared Photodetectors

The effect of rapid thermal annealing (RTA) on important detector characteristics such as dark current, absolute response, noise, and detectivity is investigated for quantum-well infrared photodetectors (QWIP) operating in the 8–12 μm wavelength regime. A comprehensive set of experiments is conducted on QWIPs fabricated from both as-grown and annealed multiple-quantum-well structures. RTA is done at an anneal temperature of 850°C for 30 s using an SiO₂ encapsulant. In general, a decrease in performance is observed for RTA QWIPs when compared to the as-grown detectors. The peak absolute response of the annealed QWIPs is lower by almost a factor of four, which results in a factor of four decrease in quantum efficiency. In addition, a degraded noise performance results in a detectivity which is five times lower than that of QWIPs using asgrown structures. Theoretical calculations of the absorption coefficient spectrum are in excellent agreement with the experimental data.     

激光脉冲照射硅时若干物理量的计算

本文计算了由毫微秒和微微秒激光脉冲照射而在硅晶体中产生的晶格温度、载流子浓度和载流子温度的时间演变和空间分布,本文用PDECOL软件包计算一组关于晶格温度、载流子浓度、载流子温度和激光强度的偏微分方程组的数值解。计算表明,热载流子的能量弛豫时间应为1ps或小于1ps,计算的熔化阈值与发表的实验结果是一致的。