砷化镓超高速电路用SI-GaAs材料——Ⅴ.离子注入技术;Ⅵ.介质/接触/栅材料

5.SI—GaAs的离子注入技术 在GaAs IC/工艺中,通常采用有选择的离子注入,在SI-GaAs衬底上,形成有源层、欧姆接触层、电阻层及器件之间的隔离层。 通过控制注入杂质的能量和剂量,来达到控制掺杂的浓度和深度。加速离子的能量在50～500keV的范围,注入离子的剂量一般在10~(11)～10~(17)/cm~2的范围;衬底可以在室温条件下或加热的条件下(<400℃)进行离子注入。     

GaAs中4d过渡杂质Mo与Pd的光电行为

4d过渡杂质Mo、Pd在GaAs中分别引入E(0.42eV)、H(0.61eV)和E(0.66eV)、H(0.69eV)等能级。根据过渡杂质Mo和Pd在GaAs中的光电行为,推测这些杂质在GaAs中不起有效复合中心的作用。     

轻掺铬SI-GaAs单晶的研制

本文报导了LEC法SI—GaAs单晶的研制及结果分析。在SI—GaAs非掺杂单晶生长基础上,生长了一种轻掺铬的SI—GaAs单晶,并在VPE等应用中取得了较好结果。     

砷化镓超高速电路用SI-GaAs材料——Ⅰ.砷化镓超高速电路发展概况;Ⅱ,砷化镓晶体管的基本特性

SI—GaAs(半绝缘砷化镓)材料是研制GaAs VHSIC((超高速集成电路)和MMIC(单片微波集成电路)的重要的衬底材料,SI—GaAs晶片的质量对GaAs集成电路的性能和成品率有很重要的影响。 离子注入掺杂(在SI—GaAs中形成有源层、欧姆接触层、电阻层等),是制造GaAs集成电路的关键工艺。由于GaAs(具有一定极性的Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体)与Si(非极     

LEC-GaAs晶体中残留杂质碳和硼的控制

在非掺杂LEC(liquid encapsulated Czochralski)半绝缘GaAs晶体中碳和硼是主要的残留杂质,这两种杂质影响衬底的半绝缘性能和制造的器件性能.在分析GaAs中碳、硼杂质结合和分离机理基础上,采取真空烘烧、降低氧化硼温度、控制氧化硼水含量和在富砷熔体中生长晶体等措施,达到了对GaAs晶体中残留杂质硼和碳的控制.     

高纯外延GaAs中浅施主杂质的光热电离谱研究

利用光热电离谱技术研究了4．5K下高纯n－GaAs外延材料的远红外光电导响应借．给出CPE法和VPE法生长的高纯GaAs材料残留浅施主杂质分别是S、Sn和Sn、P等杂质．实验结果表明本所高纯GaAs组采用的LPE生长技术能有效抑制杂质St和Sn的沾污．     

生长过程中采用强磁场改进半绝缘LEC GaAs和InP晶体的均匀性

我们研究了磁场强度对诸如C/GaAs、In/GaAs、Fe/GaAs晶体的杂质分布以及对LEC GaAs、InP单晶的原生缺陷、半绝缘特性的影响。根据这些结果,以数字模拟为基础,我们采用程控磁场LEC技术论证了沿生长轴向杂质分布的可控性。     

掺锌砷化镓样品的SIMS定量分析

本文利用注入剂量法,对离子注入掺Zn的GaAs样品进行了SIMS定量分析,得到了Zn在GaAs中的浓度分布,并由此获得了稳定的相对灵敏度因子,利用相对灵敏度因子法对GaAs 中的掺杂元素进行定量分析,获得了较好的结果,相对偏差小于 8 ％,此外,本文讨论了GaAs中杂质元素二次离子产额的覆氧效应,对注入剂量法进行了覆氧修正.     

GaAs的高纯外延生长

1.引言由于 GaAs 的迁移率比 Si 和 Ge 大,而且禁带宽度也大,所以它可以制作高频,耐高温,大功率的器件。在汽相外延中,由于可在低于液相外延的温度下生长晶体,所以可制得含杂质少的高纯晶体。如果获得高纯晶体,不仅迁移率高而,且由于能调节生长中的掺杂量,使能生长出具有任意电阻率的晶体。另外,在现在的 GaAs 中,也与 Si 一样,可采用光刻,多     

GaAs表面旋转超声雾化清洗新技术

研究了一种新型湿法化学清洗半导体GaAs表面的方法。通过简单设计清洗工艺能使GaAs表面产生最低的损伤。GaAs表面清洗必须满足三个条件：(1)清除热力学不稳定因素和表面粘附的杂质,(2) 除去GaAs表面氧化层,(3)提供一个光滑平整的GaAs表面。本文采用旋转超声雾化方式用有机溶剂除去GaAs表面的杂质,再用NH4OH:H2O2:H2O= 1:1:10和HCl:H2O2:H2O=1:1:20顺次腐蚀非常薄的GaAs层,去除表面的金属污染,并在GaAs表面形成一个非常薄的氧化层表面,最后用NH4OH:H2O= 1:5溶液来清除GaAs表面氧化层。测试GaAs表面的特性,分别用X射线光电光谱仪、X射线全反射荧光光谱仪和原子力显微镜测试了GaAs表面氧化的组分、GaAs表面金属污染和GaAs表面形貌,测试结果表明通过旋转超声雾化技术清洗可提供表面无杂质污染、金属污染和表面非常光滑的GaAs衬底,以供外延生长。     

短沟道GaAs功率MESFET器件的二维有限差分数值模拟

本文系统叙述了用于分析短沟道GaAs MESFET器件特性的二维稳态数值模拟通用软件。模拟中首次考虑了GaAs器件内部杂质的非均匀分布及短沟道效应,以使求解符合实际;为了加快模拟收敛速度及精度,采用改进的有限差分算法对短沟道GaAs MESFET功率器件进行了模拟计算,取得了与实验相一致的结果。本通用软件具有自动网格划分,自由格式输入及模块化结构等特点,可方便、准确地描述GaAs MESFET内部的物理图象,预测器件在不同偏置下的特性。     

垂直电场中GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs量子阱内类氢杂质束缚能计算

在有效质量近似下,研究电场对GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs量子阱子带和类氢杂质束缚能的影响.计算中考虑到了GaAs和Ga_(1-x)Al_xAs中的电子具有不同的有效质量和不同的介电常数.数值计算结果表明,GaAs和Ga_(1-x)Al_xAs中电子有效质量的差异将对电子子带产生较大影响;在阱宽较小时(约10A左右),垂直电场对量子阱内类氢杂质束缚能影响较大.     

一种获得低补偿比GaAs外延材料新技术

<正>众所周知,GaAs汽相外延中,衬底中的补偿杂质以自掺杂和外扩散的形式进入外延层,引起外延材料的补偿.近年来,从补偿比来研究掺杂GaAs的行为渐渐地受到了重视.我们采用一种新技术生长了具有低补偿比的GaAs外延材料.实验是在AsCl_3/H_2/Ga体系和立式炉中进行.衬底是<100>取向的掺Cr半绝缘GaAs单晶,在同样条件下,采用新技术和普通工艺两种方法生长的外延材料,其结果是,新技术的室温μ_H略高于普通法,而77°K的μ_H却有明显的提高.根据迁移率的结果分析来确定外延层中杂质的补偿比N_A/N_D,结果表明,新技术生长的外延材料,其杂质补偿比,比通常方法生长的要低,较好的结果是<0.2.     

砷化镓中余误差和高斯掺杂层的平均电导

在计入杂质离化度影响的基础上,利用“电导率——杂质浓度”曲线计算了n～erfc,n—高斯,P—erfc和P—高斯分布的GaAs掺杂层的平均电导曲线。这些曲线可用于分析扩散层或离子注入的掺杂层,因而对于某些砷化镓平面器件和集成电路的设计和分析也是有用的。 一、引言 众所周知,指明硅中原始表面浓度与次扩散层平均电导之间的关系的Irvin曲线对于硅器件和集成电路的设计和分析是重要的。虽然Baliga报道了一组GaAs中的n—erfc平均电导曲线,但是至今还没     

MeV Si~+注入SI-GaAs的激活能研究

报导不同注量下MeV硅离子注入半绝缘砷化镓衬底的激活能,随注量增加激活能增大。对相同注入条件分别经一步或两步快退火处理样品的电特性进行了比较,认为MeV硅离子注入砷化镓衬底的退火行为可以分为损伤恢复和杂质激活两步,其杂质激活与点缺陷的运动有关。从能量角度分析了两步快退火优于一步快退火的原因。     

降低SI-GaAs单晶中碳含量的实验研究

本文介绍了在国产高压单晶炉中,采取PBN涂层掩蔽碳的措施,利用LEC生长法,生长含碳量低的优质SI-GaAs单晶的工艺和实验结果.结合国内外LEC法生长SI-GaAs单晶降低碳含量的研究报道,讨论了环境中碳杂质沾污的机理及碳对SI-GaAs;单晶性能的影响.     

杂质和空位对AlAs/GaAs超晶格电学性质的影响

在紧束缚近似基础上,本文采用Recursion方法首次计算了含有杂质和空位的短周期AlAs/GaAs超晶格电子结构。局域态密度和分波态密度的计算结果清楚地反映了少量无序杂质和空位在AlAs/GsAs中的局部细节以及对材料本身电学性质的影响。在具有点缺陷(杂质或空位)的AlAs/GaAs材料能隙中将出现新能级,本文计算了它们的位置。同时利用对原子价的讨论发现体内点缺陷周围存在一个电中心,而界面点缺陷产生一个局域电场,它将导致电荷分布的转移。比较了杂质和空位的影响,并进一步证明在所有情况下它们的作用是高度局域的。     

在GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs量子阱结构中的施主束缚能

对由夹在两个半无限Ga_(1-x)Al_xAs块中的单GaAs层中的量子阱中浅施主基态束缚能做了变分计算.施主束缚能是作为GaAs层厚度和杂质位置的函数来计算的.研究了两种成分x=0.1和x=0.4.计算是在真实导带差额所决定的有限势垒情形下进行的. 计算结果与前人结果作了比较.结果表明,对杂质处于阱中心和x=0.4的情形,当阱厚L<50A时,束缚能的修正是显著的.例如峰值修正超过15％.此外,还研究了由于GaAs和Ga_(1-x)Al_xAs具有不同有效质量而对基态束缚能的影响.     

InP和GaAs中的Mg~+离子注入

本文研究了Mg~+离子注入InP和GaAs中的电学性能和辐射损伤行为.范德堡霍尔方法测量和电化学C-V测量均表明,快速热退火方法优于常规热退火方法,共P~+注入结合快速热退火方法能进一步减小注入Mg杂质的再分布,使电激活率大大提高。卢瑟福沟道分析则表明,相同注入条件下,InP中的辐射损伤较GaAs中大得多,大剂量注入损伤经热退火难于完全消除.     

用于GaAs的新腐蚀液的腐蚀特性和动力学

系统地研究了新的GaAs腐蚀液HCl-H_2O_2-H_2O.用它腐蚀的GaAs表面具有的残留氧化物膜较薄,且不易引起杂质沾污.给出了等腐蚀速率的三元图和各区中的激活能.研究了对于GaAs及常用于GaAs器件工艺中之金属的各种腐蚀特性以及对于器件工艺中常用的各种光刻胶的溶解性,并与其他腐蚀液系统作了对比.实验表明,腐蚀是依照氧化随后溶解氧化物的过程进行的.考虑到溶液中组分间的化学反应 pA+qB→产物,提出了一般的腐蚀速率方程.用于HCl-H_2O_2-H_2O系统的计算结果与实验数据一致.