电子辐照高阻NTD硅中缺陷能级和少数载流子寿命

<正>近十几年来,用中子嬗变技术在硅中进行磷掺杂,可获得n型高阻NTD硅单晶,用电子辐照在硅中引入复合中心以降低少子寿命的方法,也引起人们的极大关注.为此,我们将NTD硅制成p~+n结二极管,经电子辐照后,分别从深能级瞬态谱(DLTS)测量中获得相应的缺陷能级、俘获截面和浓度等参数,并用二极管反向恢复时间法,测量了这些样品的少子寿命.对所得结果作出初步的分析讨论.     

一种分析硅单晶陷阱中心的新方法

本文提出一种在深能级瞬态谱(DLTS)测量中用高势垒肖特基二极管同时研究硅单晶中多子和少子陷阱的新方法.与用pn结型样管比较,这种方法使材料不经受改变陷阶性质的高温工艺过程.在n-Si单晶上用铂作势垒金属,以硅中金和铂的深能级为例,证明这种方法是有效的.对大功率器件常用的几种硅单晶应用DLTS技术进行的分析说明,DLTS谱所提供谱线是足以用作鉴定单晶材料的“指纹”.     

Si:Pd深能级的研究

用三种钯源对p~+nn~+和n~+pp~+硅二极管进行了扩散掺杂,井用深能级电容瞬态谱仪(DLTS)对它们作了测量.在适当的工艺条件下,在各类样品中均观察到能量为E_c-0.37eV和E_c-0.62eV两个浓度居统治地位的新的电子陷阱能级.从实验上证明了以上两个能级确是由进入硅点阵中的钯杂质所引起,并确定了它们和文献报道过的Si:Pd 能级间的相互转化关系.由这些能级的产生条件,退火特性以及电学测量结果来看,这两个新能级应分别与硅中间隙钯所引起的两种不同荷电态的施主中心相对应.     

半导体中深能级的磁光关联效应

利用掺金硅p~+n结样品,测出样品的深能级谱后研究磁场对深能级的影响。发现磁场使能级变浅,能级越深改变越小。如对样品再施以光注入,研究深能级在磁场及光注入下的关联效应,发现谱峰有较大的移动并显著加宽。     

MOS结构深能级瞬态谱的测试与分析

叙述了一种采用MOS结构研究半导体深能级陷阱的深能级瞬态谱(DLTS)测试与分析方法。该方法简便易行,适用范围广。通过对n-Al_(0.2)Ga_(0.8)As中深能级的研究表明,MOS结构和p~+-n结构的DLTS结果相同。     

AlGaInP/GaAs HBT发射结空间电荷区复合电流的研究

本文采用深能级瞬态谱（DLTS）方法直接对Al0.3Ga0.22In0.48P／GaAs异质结双极型晶体管（HBT）的发射结（N－P+结）进行了测试，得到了N型AlGaInP发射区中的深能级的位置、俘获截面以及缺陷浓度．利用这些数据通过单一能级复合的Shockley－Read-Hall公式，计算了发射结空间电荷区（SCR）中的复合电流，探讨了深能级中心对HBT器件特性的影响．本文的理论分析方法可为研制高性能HBT器件所需的材料质量提高提供参考依据．     

硅中激光辐照引进的点缺陷

利用深能级瞬态谱(DLTS)证实:经染料脉冲激光辐照,红宝石脉冲激光辐照,连续Nd:YAG激光辐照的P型硅样品,存在深中心缺陷,主要是:(E_v+0.14cV)、(Ev+ 0.19eV)和(Ev+ 0.24eV).从这些深中心缺陷的不同淬火和退火行为,可以认为缺陷中心主要是样品在激光退火过程中产生的过饱和空位所形成的,而且可能是与某种大空位团有关.     

CWCO_2激光在硅中引入的位错深能谱研究

用高功率密度的CWCO_2激光扫描在硅中引入了较单纯清洁的位错,并利用DLTS技术对其深能级谱进行了测量.在p型和n型硅中分别测到 E_v+0.33eV和 E_c-0.37eV,E_c-0.50eV三个深能级谱峰.实验结果表明,位错线上的断键是重构的,重构后只有少部分位错态是电活性的.氢等离子体退火对电活性的位错态有显著的钝化作用.     

离子注入CO_2激光退火硅中的深能级缺陷

在注As硅中观察到7个深能级谱峰.CO_2激光退火是消除离子注入引入的深能级缺陷的有效方法.消除深能级缺陷的功率密度范围为 350W/cm~2-600W/cm~2与注入杂质激活的功率密度范围基本一致.功率密度高于600W/cm~2的CO_2激光扫描,在样品中引入比较单纯比较清洁的滑移位错.用DLTS测量,测得滑移位错的深能级为H(0.33eV).     

硅中铂杂质能级的电子辐照效应

观测到掺铂硅中 E_c-0.23eV能级的 DLTS信号因电子辐照而衰减,而E_v+0.32eV能级则对电子辐照不敏感.这一实验结果使我们认为,掺铂硅中的两个能级不是与同一个深中心有关的.     

MOCVD生长的硅衬底上GaAlAs/GaAs单量子阱和多量子阱激光器深能级研究

应用深能级瞬态谱(DLTS)技术研究经MOCVD生长的硅衬底上GaAlAs/GaAs 单量子阱和多量子阱激光器深能级.样品的 DLTS谱表明,在激光器的量子阱和 n-GaAlAs 限制层里均存在着一个浓度和俘获截面较大的高温电子陷阱,该陷阱可能与MOCVD生长工艺和质子轰击引进的损伤有关,它直接影响激光器的性能.DX中心和高温电子陷阱在量子阱里可能局域在GaAlAs/GaAs层的界面附近.     

硅化钯-P型硅肖特基势垒二极管的界面分析与电特性

对硅化钯-P型硅肖特基势垒二极管(SBD)的界面性质作了AES谱和EBIC像分析,估算了Pd_xSi_y层厚度和肖特基结的结深。在室温下由示波器响应脉冲波形估算SBD对1.06μm激光的响应时间小于1ns。从深能级瞬态电容谱仪得到的DLTS谱峰计算出样品表面空间电荷区中深能级的能级位置E_T—E_V=0.33eV,俘获截面σ_p(248K)=4.4×10~(-18)cm~2,深能级的平均杂质浓度N_T=0.085(N_A—N_D)。讨论了激光响应脉冲波形后沿变缓现象。     

多孔硅深能级谱的测试

测试了几种不同条件下制备的多孔硅样品的深能级谱（DLTS）。结果发现，其深能级都处于禁带深处，其位置和相对浓度随样品不同而不同。对测得的谱线进行了计算和分析，并联系多孔挂的表面状态作了分析和讨论。     

硅基氧化锌薄膜中的发光和复合中心

报道了用MOCVD方法制备的硅基ZnO薄膜中的中性施主-价带D0h发光.ZnO/p-Si结构经空气中700 ℃退火1h,然后进行X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)谱和I-V特性测量.实验得到不同载气流量制备的样品都具有整流特性.深能级瞬态谱(DLTS)测量探测到各样品中存在两个施主深能级E1和E2.相应的室温PL谱测量显示样品近带边发射包含不同的发光线.利用高斯拟合方法,样品S2a的PL谱分解为三条发光线b,c和d,其中发光线b可归结为ZnO中的激子发射;DLTS测量得到的施主能级E1与发光线c和d的局域态电离能Ed相关,为D0h中心.此外,实验揭示E2能级的相对隙态密度与PL谱的发光强度成反比,表明深能级E2具有复合中心性质.     

硅基氧化锌薄膜中的发光和复合中心

报道了用MOCVD方法制备的硅基ZnO薄膜中的中性施主-价带D0h发光.ZnO/p-Si结构经空气中700 ℃退火1h,然后进行X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)谱和I-V特性测量.实验得到不同载气流量制备的样品都具有整流特性.深能级瞬态谱(DLTS)测量探测到各样品中存在两个施主深能级E1和E2.相应的室温PL谱测量显示样品近带边发射包含不同的发光线.利用高斯拟合方法,样品S2a的PL谱分解为三条发光线b,c和d,其中发光线b可归结为ZnO中的激子发射;DLTS测量得到的施主能级E1与发光线c和d的局域态电离能Ed相关,为D0h中心.此外,实验揭示E2能级的相对隙态密度与PL谱的发光强度成反比,表明深能级E2具有复合中心性质.     

GaN基光发射二极管中深能级研究

利用深能级瞬态谱 (DLTS)仪对 Si C衬底上 Ga N基光发射二极管 (LED)中 n-In0 .2 5Ga0 .75N层的深能级进行了研究。在 77K到 3 0 0 K的温度扫描范围内只测量到一个 DLTS峰。该 DLTS峰在反向偏压为 3 V时有一极大值 ,说明 n-In0 .2 5Ga0 .75N层此时全部被耗尽。改变测量的率窗 ,得到该深能级在导带下 0 .2 4e V处 ,浓度为 2 .2 % ND,俘获截面为 1 .93× 1 0 - 1 5cm2。在 Ga N材料中 ,其他小组也报道了此位置上的深能级结果。结合文中的工作 ,该深能级可能和 n-In0 .2 5Ga0 .75N层中的线位错有关。     

Hg1—xCdxTe深缺陷能级研究

利用深能级瞬态谱(DLTS)研究了Hg_(1-x)Cd_xTe(x=0.4)p~+n光伏二极管中的缺陷能级.通过改变注入脉冲条件,获得2个电子陷阱和2个空穴陷阱,电子陷阱的能级位置分别为E(0.06)和E(0.15),空穴陷阱的能级位置分别为H(0.075)和H(0.29).这些深能级的浓度约为浅能级浓度的百分之几.通过改变注入脉冲的宽度,测量了这些能级的多子俘获截面,根据这些深能级的特征参数,估算了器件的少子寿命和零偏压的动态电阻与面积的乘积,并讨论了一些缺陷能级的本质.     

GaAs/Si/AlAs异质结的DLTS实验研究

利用深能级瞬态谱(DLTS)技术研究了Si夹层和GaAs层不同生长温度对GaAs/AlAs异质结晶体品质的影响.发现Si夹层的引入并没有引起明显深能级缺陷,而不同温度下生长的GaAs/Si/AlAs异质结随着温度的降低,深能级缺陷明显增加,并进行了分析,得到深能级是由Ga空位引起的,在600℃时生长的晶体质量最佳.     

硅中激光退火点缺陷的钝化/消除

利用DLTS证实,经染料脉冲激光退火,红宝石脉冲激光退火和连续Nd:YAG激光退火的硅样品,存在深中心缺陷能级:(Ev + 0.14eV),(Ev + 0.19eV),(Ev + 0.24eV).研究了各种不同的技术以便钝化/消除这些深中心缺陷,其中包括高纯氢、氩气氛下退火,氢等离子体退火和连续CO_2激光退火.实验证明,采用连续CO_2激光退火是较合适的.关于这些深中心缺陷的钝化/消除机理,也进行了讨论.     

硅中E_c-O.18eV铜能级的单轴应力深能级瞬态谱研究

首次用单轴应力下的深能级瞬态谱法研究了N型直拉硅中与铜有关的主要深能级E_c-0.18eV.由实验结果推断,这个能级对应于硅中两个不同的铜中心,其深能级的激活能十分接近,单轴应力使偶然简并解除从而将它们分开.