C离子注入Si中Si-C合金的形成及其特征

利用离子注入和高温退火的方法在Si中生长了C含量为0.6%—1.0%的Si1-xCx合金,研究了注入过程中产生的损伤缺陷、注入C离子的剂量及退火工艺对合金形成的影响,探讨了合金的形成机理及合金产生的应变分布的起因．如果注入的C离子剂量小于引起Si非晶化的剂量,退火过程中注入产生的损伤缺陷容易与C原子结合形成缺陷团簇,难于形成Si1-xCx合金,而预先利用Si离子注入引进损伤有利于Si1-xCx合金的形成;但如果注入的C离子可以引起Si的非晶化,预先注入产生的损伤缺陷不利于Si1-xCx合金的形成．与慢速退火工艺相比,快速热退火工艺有利于Si1-xCx合金的形成．离子注入的C原子在空间分布不均匀,退火过程中将形成应变不同的Si1-x-Cx合金区域．     

硅中注砷的连续CO_2激光退火的研究

利用高功率连续CO_2激光定点辐照,对砷离子注入的硅片进行退火。实验结果表明晶格损伤得到了完全恢复,注入砷原子的替位率与电激活率高,还克服了激光聚焦扫描退火时引起硅片表面变形的问题。     

C离子注入Si中Si-C合金的形成及其特征

利用离子注入和高温退火的方法在 Si中生长了 C含量为 0 .6 %— 1.0 %的 Si1 - x Cx 合金 ,研究了注入过程中产生的损伤缺陷、注入 C离子的剂量及退火工艺对合金形成的影响 ,探讨了合金的形成机理及合金产生的应变分布的起因 .如果注入的 C离子剂量小于引起 Si非晶化的剂量 ,退火过程中注入产生的损伤缺陷容易与 C原子结合形成缺陷团簇 ,难于形成 Si1 - x Cx 合金 ,而预先利用 Si离子注入引进损伤有利于 Si1 - x Cx 合金的形成 ;但如果注入的C离子可以引起 Si的非晶化 ,预先注入产生的损伤缺陷不利于 Si1 - x Cx 合金的形成 .与慢速退火工艺相比 ,快速     

Si离子注入和退火温度对GaN黄光的影响

对光致发光谱中无黄光和有强黄光的两组GaN样品作了Si离子注入 ,研究了Si离子注入及退火温度对其黄光的影响 .当退火温度升高时 ,不管是哪一组样品 ,其黄光强度和黄光强度与带边发光带强度之比都是增强的 .无黄光的GaN样品在注入Si离子并经退火后出现明显的黄光 ;而有强黄光的GaN样品经相同处理后 ,其黄光强度较原生样品大大降低 .实验结果表明离子注入加上适当退火会在GaN中引入与黄光有关的深受主缺陷从而使黄光强度增加 ,此外 ,在离子注入过程中GaN表面不仅可以吸附离子注入引入的点缺陷 ,而且还能够吸附GaN中原有的与黄光有关的点缺陷 ,这种吸附作用随离子注入剂量增加而变强 .     

GaAs中Si~+注入的X射线双晶衍射研究

本文用X射线双晶衍射术,结合摇摆曲线的计算机模拟和电学测量,研究了 180keV Si+注入GaAs(100)样品及其退火过程中的结构变化.结果表明,注入态时Si原子基本上处在基体中的间隙位上,使点阵产生膨胀,在退火过程中逐渐进入替代位,但这一替代过程进行得并不彻底.当剂量高于 1×10~(13)cm~(-2)时,注入态就显著地产生了间隙Si原子进入替代位的过程.当剂量达到 1×10~(15)cm~(-2)时,经 800℃ 0.5 小时的炉退火仍然不能消除离子注入所引起的损伤和应变,大量Si原子留在间隙位上,使激活率难以提高.分析表明,空位和应力在Si原子从间隙位到替代位的过程中起了很大的作用,是GaAs中Si离子注入产生饱和现象的.主要原因.     

MeV~（28）Si~＋注入GaAs的两步快退火行为

从电特性、激活能、应力和剩余损伤几个方面，对ＧａＡｓ晶体中以较大剂量注入的ＭｅＶ硅原子在一步快退火、两步快退火下的行为进行了分析．经过两步快退火处理的样品，剩余位错环密度降低，晶格应力消除，注入区的结晶品质得到改善，硅原子替位所需激活能较小，提高了注入杂质电激活效率和迁移率，降低了薄层电阻．两步快退火使注入杂质在大多数辐射损伤消除后更易激活，特别适用于大剂量ＭｅＶ硅注入后的退火处理．     

Ge/Si(001)多层纳米岛材料的快速热退火特性

通过X射线双晶衍射、光致发光谱等手段，系统研究了Ge/Si(001)多层纳米岛材料的快速热退火特性. 研究表明：退火过程中纳米岛区的Ge/Si原子互扩散作用比浸润层区强烈；并且随着退火时间增加，这种互扩散作用加大，晶体质量下降，影响材料性能. 而在800℃退火12s，材料保持了较小的Ge/Si原子互扩散水平和较高的晶体质量，并且经硼离子注入后的样品在这一条件退火后，超过50%的杂质原子可被激活.     

InAs/GaSb II类超晶格材料的Si离子注入研究

II类超晶格红外探测器一般通过台面结实现对红外辐射的探测,而通过离子注入实现横向PN结,一方面材料外延工艺简单,同时可以利用超晶格材料横向扩散长度远高于纵向的优势改善光生载流子的输运,且易于制作高密度平面型阵列。本文利用多种材料表征技术,研究了不同能量的Si离子注入以及退火前后对InAs/GaSb II类超晶格材料性能的影响。研究通过Si离子注入,外延材料由P型变为N型,超晶格材料中产生了垂直方向的拉伸应变,晶格常数变大,且失配度随着注入能量的增大而增大,注入前失配度为-0.012%,当注入能量到200 keV时,失配度达到0.072%,超晶格部分弛豫,弛豫程度为14%,而在300 °C 60 s退火后,超晶格恢复完全应变状态,且晶格常数变小,这种张应变是退火引起的Ga-In相互扩散以及Si替位导致的晶格收缩而造成的。     

离子注入片的激光背面退火

本文给出了离子注入片背面激光照射退火的实验结果。用CWCO_2激光器和脉冲钕玻璃激光器从背面照射离子注入片进行退火,不仅可以消除注入损伤,使注入杂质电激活,还可以得到注入图形不发生变化的退火效果。激光背面照射退火可在反刻铝后进行,就能避免激光退火后因再经高温热处理而引起的杂质析出;还可以省掉合金工序。背面照射产生的辐射损伤,也有助于萃取正面的微缺陷。     

用固相外延方法制备Si1-x-yGexCy三元材料

分析了Si1-x-yGexCy三元系材料外延生长的特点,指出原子性质上的巨大差异使Si1-x-yGexCy材料的制备比较困难.固相外延生长是制备Si1-x-y的有效方法,但必须对制备过程各环节的条件进行优化选择.通过实验系统地研究了离子注入过程中温度条件的控制对外延层质量的影响以及外延退火条件的选择与外延层结晶质量的关系.指出在液氮温度下进行离子注入能够提高晶体质量,而注入过程中靶温过高会导致动态退火效应,影响以后的再结晶过程.采用两步退火方法有利于消除注入引入的点缺陷,而二次外延退火存在着一个最佳退火温区.在此基础上优化得出了固相外延方法制备Si1-x-yGexCy/Si材料的最佳条件.     

脉冲电子束退火装置及其对注砷硅的退火结果

<正> 目前,离子注入技术虽已相当广泛地用于半导体器件的科研和生产中,然而离子注入造成的晶格损伤的恢复和注入杂质的高效率激活方法却还留下一些有待研究的课题.其中,脉冲电子束退火就是当前颇受重视的方法之一.     

离子注入靶片的补偿自退火

一、引言众所周知,离子注入半导体靶片后,必须进行退火处理。退火的作用有二:其一,消除在离子注入过程中形成的晶格损伤;其二,激活注入离子。迄今为止,常用的退火方法有:热退火、激光退火、电子束退火和闪光灯退火等。这些退火方法的共同点,都是给靶片一定的能量;不同之处,只是提供能量的方式不同。既然如此,我们可以利用注入离子交给靶片的能量,、实现退火,这就是靶片的“自退火”。然而,这种自退火行     

As~+/N_2~+组合离子注入Si的损伤退火及杂质浓度分布

采用双晶X射线衍射仪测量了相同注入能量、不同注入剂量的As+ / N2 + 组合离子注入Si的衍射曲线,借助X射线衍射的运动学理论和离子注入的多层模型,对衍射曲线进行拟合,得到了晶格应变随注入深度的分布及辐射损伤分布.在5 0 0～90 0℃下进行等时热退火,对辐射损伤经退火的晶格恢复进行了研究.用L SS理论计算了同样注入条件下的杂质浓度分布,并对二者进行了比较分析     

Ge/Si(001)多层纳米岛材料的快速热退火特性

通过X射线双晶衍射、光致发光谱等手段,系统研究了Ge/Si(001)多层纳米岛材料的快速热退火特性.研究表明:退火过程中纳米岛区的Ge/Si原子互扩散作用比浸润层区强烈;并且随着退火时间增加,这种互扩散作用加大,晶体质量下降,影响材料性能.而在800℃退火12s,材料保持了较小的Ge/Si原子互扩散水平和较高的晶体质量,并且经硼离子注入后的样品在这一条件退火后,超过50%的杂质原子可被激活.     

Ge/Si(001)多层纳米岛材料的快速热退火特性

通过X射线双晶衍射、光致发光谱等手段,系统研究了Ge/Si(001)多层纳米岛材料的快速热退火特性.研究表明:退火过程中纳米岛区的Ge/Si原子互扩散作用比浸润层区强烈;并且随着退火时间增加,这种互扩散作用加大,晶体质量下降,影响材料性能.而在800℃退火12s,材料保持了较小的Ge/Si原子互扩散水平和较高的晶体质量,并且经硼离子注入后的样品在这一条件退火后,超过50%的杂质原子可被激活.     

硅、锗和氩离子注入富硅二氧化硅的电致发光

将Si、Ge和Ar三种离子注入到磁控溅射制备的富硅二氧化硅和热生长的二氧化硅中,在N2气氛中,作550、650、750、850、950和1050℃退火后,进行电致发光研究.对比样品为退火条件相同的未经注入的上述两种二氧化硅.对于离子注入情况,只观察到Au/1050℃退火的离子注入的富硅二氧化硅/p-Si的电致发光.低于1050℃退火的离子注入富硅二氧化硅和上述各种温度下退火的热生长二氧化硅,无论离子注入与否,都未观察到电致发光.Au/未注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光光谱在1.8eV处出现主峰,在2.4eV处还有一肩峰.在Au/Si注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光谱中,上述两峰的     

As+/N2+组合离子注入Si的损伤退火及杂质浓度分布

采用双晶X射线衍射仪测量了相同注入能量、不同注入剂量的As+/N2+组合离子注入Si的衍射曲线,借助X射线衍射的运动学理论和离子注入的多层模型,对衍射曲线进行拟合,得到了晶格应变随注入深度的分布及辐射损伤分布.在500～900℃下进行等时热退火,对辐射损伤经退火的晶格恢复进行了研究.用LSS理论计算了同样注入条件下的杂质浓度分布,并对二者进行了比较分析.     

硅、锗和氩离子注入富硅二氧化硅的电致发光

将Si、Ge和Ar三种离子注入到磁控溅射制备的富硅二氧化硅和热生长的二氧化硅中,在N2气氛中,作550、650、750、850、950和1050℃退火后,进行电致发光研究.对比样品为退火条件相同的未经注入的上述两种二氧化硅.对于离子注入情况,只观察到Au/1050℃退火的离子注入的富硅二氧化硅/p-Si的电致发光.低于1050℃退火的离子注入富硅二氧化硅和上述各种温度下退火的热生长二氧化硅,无论离子注入与否,都未观察到电致发光.Au/未注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光光谱在1.8eV处出现主峰,在2.4eV处还有一肩峰.在Au/Si注入富硅二氧化硅/p-Si的电致发光谱中,上述两峰的强度分别增加了2倍和8倍;在Au/Ge注入不大,但都观测到峰位位于2.2eV的新发光峰.采用隧穿-量子限制-发光中心模型对实验结果进行了分析和解释.     

用固相外延方法制备Si_(1-x-y)Ge_xC_y三元材料

分析了 Si1- x- y Gex Cy 三元系材料外延生长的特点 ,指出原子性质上的巨大差异使 Si1- x- yGex Cy 材料的制备比较困难 .固相外延生长是制备 Si1- x- y Gex Cy 的有效方法 ,但必须对制备过程各环节的条件进行优化选择 .通过实验系统地研究了离子注入过程中温度条件的控制对外延层质量的影响以及外延退火条件的选择与外延层结晶质量的关系 .指出在液氮温度下进行离子注入能够提高晶体质量 ,而注入过程中靶温过高会导致动态退火效应 ,影响以后的再结晶过程 .采用两步退火方法有利于消除注入引入的点缺陷 ,而二次外延退火存在着一个最佳退火温区 .在此基     

等离子体浸没离子注入技术在FinFET掺杂中的应用

基于传统的束线离子注入在对FinFET器件进行保形注入时面临的巨大挑战,介绍一种新的适用于FinFET器件的掺杂技术,即等离子体浸没离子注入技术。总结了与束线离子注入技术相比,等离子体浸没离子注入技术在对FinFET进行掺杂时的优点。利用自行设计并搭建的等离子体浸没超低能离子注入机分别对平面单晶硅和鳍状结构进行离子注入,并对鳍状结构进行快速退火。利用二次离子质谱(SIMS)测量了平面单晶硅的注入结深,通过透射电子显微镜(TEM)测试了退火前后鳍状结构的晶格损伤及修复状况,结果显示,利用等离子体浸没离子注入技术可以对鳍状结构进行有效的掺杂,而且对注入后的样片进行快速退火后,晶格损伤得到良好的修复。