InP上Al膜的阳极氧化及其特性研究

本文报道了半导体InP上Al膜阳极氧化的研究,并用AES,V-V,DLTS和椭圆仪等测试方法研究了氧化膜的稳定性、电学特性、组分的纵向分布以及Al_2O_3/InP的界面特性,研究结果表明,阳极氧化Al_2O_3的介电常数为11～12,Al_2O_3/InP界面存在一个能量上连续分布的电子陷阱,DLTS峰值对应的能级位置约在E_c-E_c=0.5eV,其俘获截面约为10~(-15)cm~2,Al_2O_3/InP的界面态密度为10~(11)cm~(-2)eV~(-1)。阳极氧化Al_2O_3的稳定性要比InP自身氧化物好得多,更适于用作器件的钝化保护和扩散掩蔽膜。     

锑化铟红外探测器用PECVD二氧化硅钝化膜的研究

本文是在正交实验方法的基础上,比较系统地研究了等离子体增强化学气相淀积(PECVD)的工艺参量(射频功率、反应气体的压强、淀积温度、淀积时间)的变化,对SiO_2膜层的物理及化学性能的影响。本文又研究了在阳极氧化钝化膜上再生长PECVD SiO_2膜的电性能及其在多元锑化铟探测器上的实验结果。     

GaAs衬底上低温热分解生长扩散掩膜

一、引言GaAs器件和Si器件一样,也常常需要一种钝化膜来提高器件的可靠性,或是作为杂质选择扩散的掩膜。目前GaAs器件常用的介质膜有Si_3N_4膜、SiO_2膜、Al_2O_3膜和GaAs自身氧化膜(阳极氧化、等离子氧化等) 用正硅酸乙酯热分解生成SiO_2膜和PSG膜是硅平面工艺中常用的方法,这种方法工艺简单、安全、容易控制。但在GaAs衬底上如用Si器件的热分解工艺,当分解温度为700℃—800℃时,会使GaAs表面离解,造成缺陷,影响器件的电参数。为了防止GaAs衬底的分解,我们在尽可能低的温度下,预先在GaAs衬底上淀积一层薄膜,此膜可以     

Ta_2O_5和Al_2O_3薄膜的离子辅助淀积

本文介绍用离子辅助淀积法制作的Ta_2O_5和Al_2O_3薄膜的特性。测量了用不同的离子能(300、500及1000eV)和离子流密度(0～200μAcm~(-2)轰击制作的膜的折射率和消光系数。     

MOS电路的低温淀积二氧化硅钝化

介绍硅烷低温淀积二氧化硅的工艺、装置、薄膜性质及其应用于MOS集成电路钝化的初步结果。     

有孔Al_2O_3能广泛用于集成电路钝化

使用Al_2O_3作为集成电路的表面钝化,在国内外很长时间以来都获得了广泛的重视。然而,我们过去对采用Al_2O3。作为集成电路钝化,始终停滞在少量试验阶段。其原因是经阳极氧化后的硅片给划片带来较大的困难,而且用真空吸片非常繁锁,加上大马力的机械泵在清洁工艺线上使用油蒸汽污染严重。因此,我们从去除机械泵吸气着手,力求投入批量生产。我们摸索了阳极氧化的规律,改进了装置硅片的方法,试行用金属鲤鱼夹子夹持硅片进行阳极氧化。经过一年多的观察使用,证明这种方法简单易行,效果良好,用这种方法钝化的5G24通用型集成运放已顺利通过了各种苛刻的可靠性试验及抗辐射试验,并已用于国防工程项目。令人感兴趣的是这种方法能投入大批量生产,目前的生产量已能每小时生产40大圆片,且有潜力可挖。在解决批量生产的同时,我们又进一步解决了划片问题。     

CVD法淀积Al_2O_3膜及其与InP、Si的界面性质

本文介绍了用CVD方法分别在Si和InP上淀积了Al_2O_3膜.并用椭偏仪、高频C-V,准静态C-V、DLTS对Al_2O_3膜的性质及其与Si和InP的界面性质进行了测试分析.     

集成电路用耐熔介质的研究

这是合同号NAS12—667的最后报告,完成于1969年5月。研究了用汽相淀积在硅和氧化硅上生长Al_2O_3。有关薄膜生长的重要参数,诸如衬底温度、原材料成分、衬底制备及携带气体均进行了研究。研究了淀积在原位热氧化或热解主长二氧化硅上的硅-介质的界面特性。所选择的特性测量包括热偏压处理前后的平带电荷密度、介电强度和薄膜的折射率。断定了Al_2O_3对一般杂质如P、B、Ga、Na的掩蔽能力。用在热氧化SiO_2上热解Al_2O_3的组合膜作为栅绝缘成功地制造了绝缘栅场效应晶体管(IGFET)并测量了电学特性。与用SiO_2作为栅绝缘的类似器件进行了比较。Al_2O_3—SiO_2提供了一定的优点,特别是使场效应晶体管具有较高的跨导。     

含水汽气氛扩散的微晶玻璃片状源特性及其在CMOS中的应用

硼微晶玻璃扩散源使用方便,价格低廉,在半导体器件制造中已应用较长时间。但它在一般预淀积温度下,淀积在半导体表面的硼硅玻璃较薄,浓度不易提高。如果提高温度,则会引起源片翘曲,且在硅片表面形成一层有害的硼硅相。因此,这种源片很少在高密度的集成电路中应用。本工作着重研究了在预淀积中增加并控制一定量的水汽在整个饱和气 体中的含量,使源片表面HBO_2的蒸发速率明显提高(HBO_2饱和蒸气压比B_2O_3大得多),从而得到一层更均匀,浓度更高,且较厚的的硼硅玻璃层。通过实验,给出了在不同的水汽含量及温度下与硼硅玻璃厚度t_(ox),薄层电阻ρ_S的关系曲线,得到了t_(ox),p_s均匀性、重复性曲线和纵向杂质分布曲线,并与常规预淀积条件下的t_(ox),ρ_S均匀性,重复性曲线,和杂质分布曲线作了比较。最后指出:该工艺在短沟道CMOS技术中,制作浅结p~+漏、源有特殊好处。克服了离子注入工艺中的“沟道效应”,为制作短沟道CMOS电路提供了方便。     

直流反应溅射Al_2O_3的性质和应用

一、前言 主半导体器件制造中,广泛采用表面钝化来改善器件的可靠性。常用的钝化材料有SiO_2、磷—硅玻璃、Si_3N_4和Al_2O_3等。     

Ga_(0.47)In_(0.53)As/SiO_2与Ga_(0.47)In_(0.53)As/Al_2O_3的界面性质

本文研究了GaInAs/SiO_2与GaInAs/Al_2O_3的界面性质.采用PECVD技术以TEOS为源以及采用MOCVD技术以Al(OC_3H_1)_3为源在n~+-InP衬底的n-Ga_(0.47) In_(0.33)As外延层上淀积了/SiO_2和Al_2O_3,制备成MIS结构.结果表明这些MIS结构具有良好的C-V特性,SiO_2/GaInAs界面在密度最低达 2.4×10~(11)cm~2·eV~(?),氧化物陷阱电荷密度达10~(?)～10~(10)cm~2,观察到GaInAs/SiO,结构中的深能级位置为E_c-E_T=0.39eV.GaInAs/Al_2O_3结构中的深能级位置为E_c=E_T=0.41eV.     

NH3等离子体钝化对Al2O3/SiGe界面的影响

研究了不同条件的非原位NH_3等离子体钝化对Al_2O_3/SiGe/Si结构界面组分的影响。在p型Si(100)衬底上外延一层30 nm厚的应变Si_0.7Ge_0.3,采用双层Al_2O_3结构,第一层1 nm厚的Al_2O_3薄膜为保护层,之后使用非原位NH_3等离子体分别在300和400℃下对Al_2O_3/SiGe界面进行不同时间和功率的钝化处理,形成硅氮化物(SiN_xO_y)和锗氮化物(GeN_xO_y)的界面层。通过X射线光电子能谱(XPS)分析表面的物质成分,结果表明NH_3等离子体钝化在界面处存在选择性氮化,更倾向于与Si结合从而抑制Ge形成高价态,这种选择性会随着时间的增加、功率的增高和温度的升高变得更加明显。     

PECVD氮化硅在半导体器件钝化工艺中的应用

等离子增强型化学汽相淀积氮化硅(简称PECVD氮化硅),由于具有生长设备简单、淀积温度低、钝化性能好的特点,正在逐步成为半导体器件钝化中的标准工艺之一.关于它的生长设备、工艺情况,已有资料报导,这里将它的钝化性能及在半导体器件钝化中的具体应用,作进一步研究.用于器件钝化的主要工艺流程是:在经过合金化以后的芯片上,生长2000～4000A厚的PECVD氮化硅,然后光刻键压点,可用HF缓冲液进行湿法腐蚀,也可用等离子体CF_4+O_2进行干法腐蚀.根据我们的试验情况,干法腐蚀效果好,且容易控制.     

高温超导陶瓷材料布线展望

最近,IBM研究中心在Mg与Al_2O_3衬底上淀积高温超导膜,经过光刻和注入,制作了超导干涉元件。日立制作所推出了三端子超导晶体管,并用光刻和反应刻蚀,制成了超导陶瓷磁通计。笔者设想VLSI中,能否利用半导体工艺实现超导布线,在Si上直接涂超导膜,Si易向陶瓷中扩散。美国已有在Si上涂ZrO_2作过渡层,再淀积超导膜,效果良好。     

烷氧基硅烷混合热解淀积PSG二次钝化膜的工艺探讨

PSG(Phosphosilicate Glass)膜是硅器件常用的表面钝化膜.本文介绍一新的常压淀积系统,在外部引入富氧的条件下,可使烷氧基硅烷的热解温度降至400℃以下,从而特别适用于淀积二次钝化膜.给出了工艺的实验曲线和采用正交试验优化的工艺规范以及淀积膜的一般特性.     

低温共烧Na_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃/Al_2O_3复合材料烧结工艺的研究

采用烧结法制备了低温共烧Na_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃/Al_2O_3复合材料。研究了玻璃粉末的粒度、玻璃与Al_2O_3质量比,成型压力和热处理制度对复合材料烧结性能和电学性能的影响。结果表明,玻璃粉末中位径为1.233μm、玻璃/Al_2O_3质量比为3:7、成型压力为15 MPa、烧结温度为900℃以及保温时间为2 h时,复合材料具有较高的体积电阻率(3.8×1012?·cm)、较低的介电常数(6.86)和介电损耗(0.001 43),可以满足基板材料对电学性能的要求。     

SiN钝化对InGaAs/InP双异质结双极性晶体管直流性能的影响

研究了SiN钝化对InGaAs/InP双异质结双极性晶体管(DHBT)直流性能的影响。在不同温度和不同气体组分条件下淀积了SiN薄膜,并对钝化器件的性能进行了测量和比较。结果表明,低的淀积温度有利于减小淀积过程对器件的损伤;采用氮气(N_2)和硅烷(SiH_4)取代常用的氨气(NH_3)和硅烷(SiH_4)作为淀积SiN薄膜的反应气体,显著地减少了器件发射结(B-E)和集电结(B-C)泄漏电流。另外,与未钝化器件的直流性能相比,钝化后器件的电流增益增加,基区表面复合电流大幅减小,这对提高器件的可靠性至关重要。     

优于95%Al_2O_3的55%Al_2O_3陶瓷基板的研制——试论55%Al_2O_3多层陶瓷母板制造工艺

本文介绍55％重量Al_2O_3和45％重量玻璃作基板材料,采用扎膜成型;银95％重量和钯5％重量作导体材料,用丝网漏印法布线;在880～920℃烧成的多层陶瓷基板。其性能不仅优于95％重量Al_2O_3瓷和M_0、Mn作导体材料烧成的多层基板,而且工艺简单,成本更低。它是制作集成电路基板的一种较理想的陶瓷材料。     

直流反应磁控溅射淀积氧化物光学薄膜和成膜过程的反应动力学

本文首次应用化学反应动力学理论详细分析了直流反应磁控溅射淀积氧化物光学薄膜的成膜过程机理;解释了由反应溅射制备的氧化物薄膜为什么具有良好的光学和机械性能的原因。最后使用经改进的磁控S枪,采用调节溅射功率的控制方法,成功地反应溅射淀积了几乎没有吸收的TiO_2、ZnO和Al_2O_3薄膜。     

玻璃/Al_2O_3系MLCI介质材料的微观结构与性能研究

采用烧结法制备了一种低温共烧(LTCC)K_2O/Na_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃/Al_2O_3介质材料。系统研究了玻璃/Al_2O_3比例和烧结温度对介质材料结构与性能的影响。结果表明,材料烧结后只有Al_2O_3晶相,材料烧结属于液相烧结机制。介质的相对介电常数ε_r随Al_2O_3含量的增加而升高,Al_2O_3质量分数为35%时,经860℃烧结材料的性能最优:ε_r=5.93,tanδ=3.1×10~(–3),收缩率为16%,抗弯强度为159 MPa。所制备的介质材料能够用于高频MLCI领域。