Nd:YAG连续激光诱导下硅中钛过饱和掺杂研究

为了在硅中掺入过饱和的过渡金属杂质,采用自行设计的线形大功率Nd:YAG激光辐照表面溅射钛的硅片,对辐照后样品进行了俄歇电子能谱测试,利用2维热力学模型,对连续激光扫描的过程进行了热力学模拟。结果表明,硅中的钛掺杂浓度远高于钛在硅中的固溶度,钛的最高浓度在表面下方一定距离处;硅片中的最高温度并不在硅的表面,温度分布导致了钛的分布不在表面;模拟结果与实验结果吻合得较好。线形连续激光能够通过对材料表面扫描辐照的方式进行加工,实现过饱和掺杂。     

中子辐照对硅片表面氧化层错的抑制作用

对硅片表面氧化层错形成机理进行了探讨。并通过中子辐照在直拉硅中引入缺陷，利用辐照缺陷和硅中氧的相互作用，强烈抑制硅片表面氧化层错的产生。     

红外辐照退火硼离子注入硅的后热处理特性研究

本文研究了硼离子注入硅经红外辐照退火后的热处理特性.实验发现,对于20keV,3.5×10~(14)cm~(-2)~(11)B离子注入硅样品,经10秒到几十秒红外辐照后再进行不同温度的后热处理,表面薄层电阻随退火温度呈规律性变化,在1050℃附近达到最小值,此时杂质的电激活率大于100%.     

硅PIN光电二极管γ电离脉冲辐射的数值模拟

分析了γ电离脉冲辐射诱发硅PIN光电二极管产生光电流的机理.建立了硅PIN光电二极管的器件物理模型以及γ电离脉冲辐射效应模型;运用MEDICI软件,进行了辐射效应数值模拟计算.得出了γ电离脉冲辐射剂量率在10°～109Gy(Si)/s范围内,诱发硅PIN光电二极管光电流变化的初步规律.对比了辐射效应数值模拟结果与国外相关文献给出的辐照实验结果.

Abstract：

The mechanism of photocurrent of Si PIN photodiode induced by γ ionization pulse radiation is analyzed.The device physics and γ ionization pulse radiation models are established to simulate photocurrent of Si PIN photodiode by MEDICI software.The primary regularity of photocurrent of Si PIN photodiode is concluded by γ ionization pulse radiation with the dose rate of 10~0～10~9 Gy (Si)/s.The Simulation results are in agreement with the experimental results given in correlative literatures.     

多晶硅热驱动微执行器的热流模型及数值模拟

首先建立了一个横向热驱动微执行器的热流模型。由于这个模型比较全面地考虑了热传导、空气自然对流和辐射散热等各种因素 ,因而较为正确地反映器件的温度分布。用合适的数值算法计算了温度分布 ,温度分布的结果可以作为进一步计算器件热应力和位移的基础。最后 ,根据模拟结果分析了一些对温度分布产生影响的因素     

砷注入硅快速热退火缺陷的HVEM观察

随着集成度的提高,要求芯片的线条进一步缩小,但根据按比例缩小原则,纵向尺寸也必须减小。因此VLSI要求p—n结的结深越来越浅。离子注S和快速热退火为制备这种高浓度浅p—n结提供了一种要求的手段。当然离子注入产生的辐照缺陷及其在退火过程中的行为就自然受到人们的注意。由于砷在硅中固溶度较高、扩散系数小,离子注入的平均投影射程小等一系列特点,在制备高浓度、浅N+P结方面引起了相当的重视。本文研究了砷注入硅快速热退火后缺陷的特性。即砷注入硅后经不同温度不同时间退火后的缺陷。所用的试样为6—8ΩcmP—型<100>硅片,经室温120kev砷离子注入,剂量为1×10~(16)cm~(-2),分别在900℃、1000℃、1080℃和1150℃不同时间红外退火。並利用霍尔效应和剥层技术测定载流子浓度分布,     

NTDCZSi中辐照缺陷的电镜观察

利用硅中固有杂质与缺陷的相互作用来改善硅片质量以适应硅器件日趋严格的技术要求,逐步形成了目前的“缺陷工程”的内容,而将直拉硅(czsi)进行中子嬗变掺杂(NTD)不仅解决了掺杂的均匀性问题,且因大剂量中子辐照在czsi中引入大量的辐照缺陷并与czsi中氧等杂质的相互作用为缺陷工程增添了新的内容,最近的研究表明,中子辐照能强烈地抑制硅片表面缺陷,促进了硅中氧沉淀,并使czsi中氧沉淀定量控制,定域分布,定型转化。从而可改善器件质量,使器件成品率大大提高,因此对NTDCZSi中辐照缺陷的性质,结构及与硅中杂质的相互作用的研究,无疑对解释NTDCZSi中其它实验事实,对改善VLSI器件的材料性能都会具有十分重要的意义。     

硅中硼离子注入层的卤钨灯辐照快速退火研究

本文研究了SiO_2掩蔽膜硼离子注入硅的卤钨灯辐照快速退火,测量了注入层表面薄层电阻与退火温度及退火时间的关系,得到了最佳的退火条件。对于采用920(?)SiO_2膜,25keV、1×10~(15)cm~(-2)的~(11)B离子注入样品,经不同时间卤钨灯辐照退火后,测量了注入层的载流子浓度分布,并与950℃、30分钟常规炉退火作了比较。结果表明,卤钨灯辐照快速退火具有电激活率高、注入杂质再分布小以及快速、实用等优点。     

纳秒脉冲激光处理后硅电池光电转换效率研究

为了研究纳秒激光于硅晶片改性的可能性,对飞秒及皮秒激光在SF6气体中与硅表面作用形成锥形微观结构及其作用过程进行了分析。通过在SF6气体氛围中采用6ns激光脉冲辐照硅片表面的方法,以获得硅片表面峰状结构,并对此种作用下微观结构形成过程及结果进行了分析。将激光处理后的硅片与未经激光处理的硅片同时放入到硅电池片生产线的适当工序中制成硅电池片,通过对比测试两种硅电池的光电转换效率,从硅表面状况等因素对实验结果进行了初步分析。结果表明,激光处理后的硅片制成硅电池片的光电转换效率与未经激光处理的相比有一定程度的提高,可达15%～25%。     

亚毫米波激光辐照大豆育种研究——Ⅰ.大豆生物学效应

生物活体分子内存在大约10~(11)～10~(12)Hz 纵向电振动模。本文报导了亚毫米波辐照后的大豆种子对大豆生长影响的试验研究。介绍了亚毫米波激光辐照大豆种子的苗期、植株生长及经济性状的实验结果。     

用离子束混合形成硅化钛

我们用一种新方法在硅上形成硅化物,硅片上溅射一层600 A的钛膜,在室温下用400keV4×10~(15)Xe~(++)/cm~2,1×10~(16)Xe~(++)/cm~2辐照,利用离子来混合效应形成1000A硅化钛膜.用MeV He 离子背散射方法研究了硅化钛组成和厚度并讨论了形成机制.     

脉冲激光诱导扩散的计算机模拟

本文用计算机解差分方程组的方法求解脉冲激光诱导扩散过程中的热导方程和杂质扩散方程,求得在硅片中不同深度层的温度分布、各层温度随时间的变化以及杂质扩散分布.要想得到有效的杂质扩散结果,激光强度必须大于一定值致使有一定深度的硅层发生熔化,从而出现液相扩散过程.影响杂质扩散结果的主要因素是脉冲激光功率密度和激光脉冲宽度,因为这两个因素是决定硅表面层熔化的深度和表面层保持液相的时间,从而决定扩散结果.对于不同波长的激光,硅片的光吸收系数和反射系数不相同也会对杂质扩散结果有所影响.计算机模拟计算的结果与染料脉冲激光对硼在硅片诱导扩散的实验结果相当符合.我们对结果还作了初步讨论.     

p型硅片表面氧化雾缺陷的吸除

利用快中子辐照在p型硅片中产生辐照缺陷,利用其作为热处理时硅中氧沉淀的成核中心,在硅片表面层形成洁净区和在体内形成吸杂区,能有效地抑制硅片表面氧化雾缺陷的形成.提出了较为实用的退火工艺和简单的解释.     

p型硅片表面氧化雾缺陷的吸除

利用快中子辐照在ｐ型硅片中产生辐照缺陷，利用其作为热处理时硅中氧沉淀的成核中心，在硅片表面层形成洁净区和在体内形成吸杂区，能有效地抑制硅片表面氧化雾缺陷的形成。提出了较为实用的退火工艺和简单的解释。     

亚毫米波激光辐射对水稻生长的影响

生物活体分子内存在大约10~(11)～10~(12)Hz 纵向电振动模,这一频率范围正是光泵远红外激光器的工作谱区。基于该理论推断,进行了亚毫米波激光辐射水稻种子的实验,文中介绍经亚毫米波激光辐照后的稻种栽培种植的初步试验结果。仅以此作为光泵远红外激光器的应用尝试。     

高水平抗辐射CMOS/SOS集成电路

本工作采用先进的全离子注入低温工艺,研制成八个高水平4000系列小规模CMOS/SOS集成电路品种,它们是SC_(4001)、SC_(4002)、SC_(4011)、SC_(4012)、SC_(4013)、SC_(4030)、SC_(4066)及SC_(4069)。这些电路除了电学参数满足相应体硅CMOS电路以外,还具有优良的抗辐照特性,其抗γ总剂量达1×10~7rad(Si),抗γ瞬态剂量率达5×10~(10)rad(Si)/s以上。 本文简要介绍CMOS/SOS器件抗γ总剂量辐照及抗γ瞬态辐照的基本考虑以及辐照实验的结果。     

多晶硅铸锭温场分布的理论模拟与分析

采用二维轴对称近似的有限元法对DSS450型铸锭炉的温场分布进行理论模拟。对比分析了长晶过程中不同阶段的固液界面形状变化。随着长晶的持续进行,固液界面形状变得越平整,坩埚附近向内生长的晶体范围也变得越大。固液界面形状的变化会引起晶体生长方向的改变,出现晶体向内生长方式与向外生长方式的竞争现象,这种竞争的结果将导致位错、小晶粒的形成以及杂质的聚集。对硅锭中不同位置的硅片进行了电池试制,结果显示:位于硅块底部的硅片电池转换效率要高于位于硅块顶部的硅片电池转换效率;中央硅块的硅片电池转换效率要高于边缘硅块的硅片电池转换效率。最后模拟分析了工艺参数对固液界面形状的影响,并讨论了如何通过调整工艺参数来降低不同位置硅片间的质量差异。     

固体硅激光热效应的二维随机模拟

热传导方程的复杂性给研究激光热损伤等问题带来了困难,随机模拟算法将热传输看成随机的化学动力学过程,该算法容易实现,能适用于复杂系统随时间变化的模拟。本文基于随机模拟算法,模拟计算了光斑半径为5?m,波长为647nm的高斯激光辐照下硅表面层的二维热传输过程,探讨了硅反射系数、吸收系数、热容和热导率等热物理参数随温度的变化对温度场分布的影响。结果表明,随机模拟算法的结果是合理的,在硅熔点范围内,反射系数和热容可以取其平均值进行计算,有利于提高算法效率。     

离子束混合诱导稀土金属Ce与Si的界面反应及硅化物的形成

本文详细讨论了离子束混合下,Ce/Si〈100〉双层膜体系界面反应的动力学过程以及硅化物的形成规律.样品经150KeV Ar离子注入,辐照温度从LNT到300℃,剂量从5×X10~(14)到8.1×10~(16)Ar/cm~2.界面反应形成的硅化物为CeSi_2,其结构为体心正交结构.硅化物是分层生长的,厚度与注入剂量的平方根成线性关系,这说明界面反应是扩散控制的.与近贵金属/硅体系和难熔金属/硅体系相比较可以看出,稀土金属Ce/Si体系的相变过程与难熔金属/硅体系的相似;而混合的动力学行为与近贵金属/硅体系的相似.本文还讨论了化学驱动力和辐射增强扩散对混合的贡献.     

凹槽基座对硅外延滑移线的抑制作用

本文描述了硅外延层中的滑移线及其出现的规律.克服滑移线的关键是:使硅片中的应力降低到临界值以下.临界值应力与晶片的完整性和外延时晶片中的温度梯度有关.采用凹槽基座以造成基座上的特定温度分布,可以很好地达到温度补偿的目的,使硅片上的温度分布均匀.实验证明,这是一种抑制滑移线的简便而有效的方法.