SiH4＋CH4激光等离子体动力学时空特性

采用时间，空间分辨的等离子体光辐射诊断技术，研究了脉冲ＴＥＡＣＯ２激光诱发ＳｉＨ４＋ＣＨ４击穿产生的等离子体膨胀过程，得到不同空间位置，不同实验条件下等离子体发光的时间特性，证明了ＳｉＨ４＋ＣＨ４气体击穿产生爆燃波而后诱发激波是等离子体中基本宏观动力学过程，并在实验上分析了激波对等离体内化学反应的影响，为激光等离子体合成ＳｉＣ粉末微观反应动力学过程的研究提供了参考数据。     

钒注入4H-SiC半绝缘特性的研究

研究了2100keV高能量钒注入4H-SiC制备半绝缘层的方法和特性,注入层的浓度分布用蒙特卡罗分析软件TRIM进行模拟.采用一种台面结构进行I-V测试,发现钒注入层的电阻率与4H-SiC层的初始导电类型有很大关系.常温下,钒注入p型和n型4H-SiC的电阻率分别为1.6×1010和7.6×106Ω·cm.测量了不同退火温度下的电阻率,发现高温退火有利于钒的替位激活和提高电阻率,由于钒扩散的影响1700℃退火使得电阻率略有下降.测量了n型SiC钒注入层在20～140℃时的电阻率,计算出钒受主能级在4H-SiC中的激活能为0.78eV.     

利用射频与高压直接耦合等离子体注入进行不锈钢表面改性

介绍了一种新的等离子体离子注入在不锈钢表面改性上的应用.将高压脉冲和射频脉冲直接耦合到工件上,不需外部等离子体源,利用工件自身加射频产生等离子体,随后施加高压对不锈钢表面进行了注氮处理.XPS分析显示,在基体表面有氮元素存在,说明实现了射频与高压直接耦合的离子注入效果.进一步研究表明,等离子体离子注入后,在不锈铜基体表层形成了Cr2O3以及CrN,FeN等硬质相,因此处理后的试件耐摩擦、磨损和耐腐蚀性能得到了较大提高.同时研究显示,射频脉冲宽度或射频与高压相位的改变对摩擦系数影响不大.     

硅中注入高浓度碳形成微晶碳化硅的研究

为实现OEIC的全Si化,以适应稀土Er发光的宽带隙半导体材料。研究了C－Si基底上注C形成微晶碳化硅（μc-SiC）的途径。经高浓度注C,在1100－1000℃2h退火,经X－ray与Raman测试证明可以获得μc-SiC结构。因为在宽带隙μc-SiC中能量回传很少,故对Er在波长1．54μm的室温光致发光是有利的。     

GaAs的B~+注入隔离

本文报告了在注Si~+的GaAs有源层上进行B~+注入实现隔离的实验研究.结果表明,低剂量和高剂量的B~+注入都能形成高阻区,但低剂量注入形成的高阻区具有更好的隔离特性.本文还讨论了B~+注入n型GaAs消除载流子的补偿机理.     

高能量钒注入n型4H-SiC的欧姆接触形成

借助二次离子质谱法分析了注入的钒离子在碳化硅中的分布.即使经过1650℃的高温退火,钒在碳化硅中的再扩散也不显著.退火并没有导致明显的钒向碳化硅表面扩散形成堆积的现象,由于缺少钒的补偿作用,表面薄层的自由载流子浓度保持不变.采用线性传输线模型测量了钒注入n型4H-SiC上的Ni基接触电阻,在1050℃下,在氮、氢混合气体中退火10min,形成的最低比接触电阻为4.4×10-3Ω·cm2.金属化退火后的XRD分析结果表明,镍、碳化硅界面处形成了Ni2Si和石墨相.观测到的石墨相是由于退火导致C原子外扩散并堆积形成,同时在碳化硅表面形成C空位.C空位可以提高有效载流子浓度,降低势垒高度并减小耗尽层宽度,对最终形成欧姆接触起到了关键作用.     

B~+注入隔离在宽禁带半导体中的应用

利用B~+离子注入实现宽禁带半导体的有源层隔离。通过Monte Carlo软件TRIM模拟,优化离子注入能量和剂量。在SiC MESFET中测量两组不同条件的样品及在GaN HEMT测量了三组同种条件的样品都得到了纳安级电流,表现了很好的隔离效果;通过测试表明离子注入隔离的器件相比台面隔离器件的击穿电压有一定程度提高。     

用于ULSI制造的等离子体浸没离子注入反应装置

一台用于集成电路制造的等离子体浸没离子注入反应装置(PⅢ:Plasma Immersion Ion Implantation)已研制成功。用此系统,实现了惰性气体等离子体金属吸杂、用SiF_4等离子体使样品预非晶化然后用BF_3等离子体掺杂形成亚-100nmP~+/N结、沟道保角P~+掺杂以及选择性铜无电镀Pd离子活化注入。 PⅢ系统由电子回旋共振等离子体源、带晶片偏压电源的处理室、带偏压电源的溅射靶、气体处理和等离子体诊断部件组成。本文将介绍该装置及等离子体特性和反应装置的性能。     

N型4H-SiC ECR氢等离子体处理研究

采用电子回旋共振(ECR)氢等离子体对n型4H-SiC(0001)表面进行处理,并利用原位高能电子衍射(RHEED)对处理过程进行实时监控。在200°C～700°C温度范围内获得的RHEED图像成条纹状且对比清晰,表明SiC表面原子排列规则,单晶取向性好,计算表明表面未发生重构。用X射线光电子能谱(XPS)技术对表面成分进行分析,结果显示,表面C/C-H污染物被去除、氧含量降低。     

4H-SiC钒离子注入层的特性

研究了钒注入4H-SiC形成半绝缘层的方法和特性,注入层的离子浓度分布由蒙特卡罗分析软件TRIM模拟提取.采用一种台面结构进行I-V测试.钒注入层的电阻率与4H-SiC层的初始导电类型关系很大,常温下钒注入p型和n型SiC的电阻率分别为1.2×109～1.6×1010 Ω·cm和2.0×106～7.6×106 Ω·cm.     

离子注入4H-SiC MESFET器件的夹断电压

考虑离子注入沟道和沟道深度的影响,提出了精确的离子注入4 H- Si C MESFET器件夹断电压的理论计算方法.注入浓度由蒙特卡罗模拟软件TRIM提取计算.研究了温度、外延层受主浓度、注入离子激活率对夹断电压的影响.     

离子注入4H-SiC MESFET器件的夹断电压

考虑离子注入沟道和沟道深度的影响,提出了精确的离子注入4H-SiC MESFET器件夹断电压的理论计算方法.注入浓度由蒙特卡罗模拟软件TRIM提取计算.研究了温度、外延层受主浓度、注入离子激活率对夹断电压的影响.     

4H-SiC钒离子注入层的特性

研究了钒注入4H-SiC形成半绝缘层的方法和特性，注入层的离子浓度分布由蒙特卡罗分析软件TRIM模拟提取. 采用一种台面结构进行I-V测试. 钒注入层的电阻率与4H-SiC层的初始导电类型关系很大，常温下钒注入p型和n型SiC的电阻率分别为1.2E9～1.6E10Ω·cm和2.0E6～7.6E6Ω·cm.     

4H-SiC钒离子注入层的特性

研究了钒注入4H-SiC形成半绝缘层的方法和特性,注入层的离子浓度分布由蒙特卡罗分析软件TRIM模拟提取.采用一种台面结构进行I-V测试.钒注入层的电阻率与4H-SiC层的初始导电类型关系很大,常温下钒注入p型和n型SiC的电阻率分别为1.2×109～1.6×1010 Ω·cm和2.0×106～7.6×106 Ω·cm.     

氮氢混合等离子体处理对SiC MOS电容可靠性的影响

研究了ECR(Electron cyclotron resonance)氮氢混合等离子体表面处理及氧化后退火处理工艺对SiC MOS电容可靠性的影响。通过I-V特性及经时击穿特性测试对处理后样品可靠性进行评价,结果表明经过ECR氮氢混合等离子体氧化后退火处理后,样品绝缘性、击穿电荷量及寿命等可靠性能均明显提高,再经过ECR氮氢混合等离子体表面处理后样品可靠性进一步提升,预计在3 MV/cm场强下平均寿命可达到10年左右。通过C-V特性测试及界面组成分析对改善样品可靠性的物理机理进行研究,发现ECR氮氢混合等离子体处理可以有效的降低界面态密度,其中氧化后退火处理很好地钝化了SiOxCy和碳团簇等界面缺陷,而表面处理使SiC表面平整化,有效降低表面态密度,抑制了界面态的产生,进而共同增强了SiC MOS电容的可靠性。     

C~+注入硅形成β-SiC埋层研究

在200℃和680℃下对P型（100）单晶硅进行不同剂量的C+注入，实验表明680℃下注入形成的β-SiC埋层存在＜100＞取向生长的结晶态，经过1160℃氮气氛4小时或8小时退火后，结晶度得到进一步增强；200℃下注入形成的β-SiC埋层为无定形态，即使经过1160℃氮气氛4小时或8小时退火之后仍没有发现结晶态衍射峰存在．研究同时揭示了不同C+注入剂量对所形成β-SiC埋层结晶程度的影响，以及不同退火工艺对于样品制备的影响．通过AES成分深度测试及剖面透射电子显微镜（XTEM）可以直观分析β-SiC埋层的内在结构．