质子注入直拉硅中缺陷的研究

对比电子辐照和氦、硼离子注入,研究了质子注入n型和P型直拉硅中产生的缺陷及其退火行为.指出我们所观察到的n型样品中的电子陷阱E(0.30)是质子注入所特有的,它很可能是与氢有关的深能级.与电子辐照对比,离子注入在E(0.41)附近引入了除双空位及磷空位以外的新的缺陷.质子注入引入的氢能使n型样品中各电于陷阱的退火温度有不同程度的降低;在P型样品中,当质子注入剂量为5 × 10~(10)/cm~2与1.5 × 10~(11)/cm~2时,各空穴陷阱的退火温度降低并会聚在150℃,但当质子注入剂量大于或等于5 × 10~(11)/cm~2时,注入的氢对各空穴陷阱的退火没有明显的影响.对以上现象作了分析与讨论.     

HCl氧化物MOS结构质子辐照诱导的界面陷阱效应

用微分电容法研究质子辐照HCl氧化物铝栅MOS结构诱导的界面陷阱,栅氧化层在1 160℃很干燥的、含0～10％HCl的气氛中热生长而成,质子辐照能量为120～300keV,注入总剂量范围为8×10~(13)～1×10~(16)p/cm~2。结果表明,辐照诱导的界面陷阱能级密度随质子能量、剂量增加而增加。然而,氧化层中掺入6％HCl时,辐照诱导的界面陷阱明显减少。这样,已能有效地改变MOS器件的抗辐照性能。实验结果可用H~+二级过程解释。     

Si-SiO_2界面性质的研究Ⅰ——用准静态技术测量界面态的能量分布

本文简要地介绍了Si-SiO_2界面态的性质,较详细地讨论了准静态测量技术。在禁带中央,准静态技术的测量精度优于1×10~(10)ev~(-1)· cm~(-2)。用这种方法能测禁带中部大约0.6ev范围的界面态的能量分布。我们测量了不同氧化方法及退火处理的界面态分布。实验表明:高温H_2退火,磷处理及蒸发Al后在N_2中的合金均可降低界面态密度,增加反型时间。但H_2退火使界面净电荷密度增加。氧化后的界面态密度可作到低于5×10~(10)ev~(-1)·cm~(-2),而蒸Al合金后的界面态密度达到2×10~(10)ev~(-1)·cm~(-2)以下。     

软X射线辐照引入于SiO_2中的中性陷阱

本文用雪崩热电子注入技术与MOS C-V技术,研究了软X射线辐照引入于SiO_2中的中性陷阱的性质.给出陷阱俘获截面σ为10~(-15)～10~(-16)cm~2,有效陷阱密度为10~(11)～10~(12)cm~(-2).发现陷阱密度随辐照时间的增加而升高,但很快趋于饱和;陷阱密度并随辐照强度的提高而增大.文中研究了室温及77°K下中性陷阱的俘获特性以及陷阱的解陷作用.还给出了陷阱的退火实验结果.     

用电导法测定Si-SiO_2低界面态密度和俘获截面

<正> 本文用国产仪器完成了电导法的测量装置,对氯化氢氧化的硅样品测量结果表明,能够可靠地获得界面态密度几乘 10~9cm~(-2)·eV~(-1)的测量数据和相应的俘获截面. 已知,N型衬底MOS电容中界面态的等效并联电导G_p为:     

氢离子注入对Si-SiO_2界面态密度的影响

采用离子注入技术,可使栅氧化层的界面态密度从一般的10~(10)cm~(-2).eV~(-1)左右降到1×10~9cm~(-2).eV~(-1)以下.通过对比实验,找到在具体实验条件下的最佳离子注入剂量、退火温度和退火时间.用扩散理论和化学反应平衡理论解释了实验结果.     

采用滴水氧化和三氯乙烯处理方法制备优质厚二氧化硅层

本文叙述了滴水氧化加三氯乙烯处理方法及测量结果。所制备的厚为4000埃的氧化层中氧化层净电荷密度接近或低于1×10~(10)个/cm~2,界面态密度在3×10~(10)个/cm~2.ev左右;可动电荷数低于2×10~(10)个/cm~2。采用本方法基本上抑制了氧化感生堆垜层错的形成。     

电离辐照和隧道注入实验引起氧化层电荷以及界面态的产生

本文将讨论MOS电容中辐照及高电场隧道注入的实验结果。与辐照剂量有关的禁带中央电压的漂移仅仅是由空穴俘获引起。在隧道注入的情况下,由碰撞离子化引起的电子-空穴对的产生需要很大的电子密度和强电场。因此,所建立的电荷产生模型考虑到了中性氧化层中的空穴俘获,其次考虑了在带正电的状态中的电子俘获以及被俘获的电子的排空。利用这种模型,只要精确地知道了碰撞离化系数α,就能够对MOS器件的抗核辐照强度进行预测。假如不是这种情况,则需利用电离辐照和隧道注入的混合技术来确定与电场强度F相关的碰撞电离系数α=α_0 exp(-Hα/F)。利用实验结果与该模型相拟合的方法,就可分别导出电子俘获截面σn和排空截面βn,得到σn依赖于F~(-3)和βn依赖于exp(-Hβ/F)的关系。发现工艺参数的变化对其影响是很小的。提出的这个模型是通过一系列的辐照和注入实验验证的。氧化层电荷的产生伴随界面态密度分布的增加,在两种实验中,它的峰值是在禁带中央之上约0.15eV处。结果表明,界面态的产生与俘获的空穴数成正比。注入实验得到了如下的界面态类型,受主型界面态在禁带中央之上,施主型界面态在禁带中央之下。这进一步证实了禁带中央电压的变化是判断氧化层电荷变化的分类点,因为在禁带中央,界面态变成中性的了。     

MOS界面态参数测量的复电容方法

本文叙述了用测量MOS复电容方法研究界面陷阱的性质.这一方法是基于用锁相放大技术对器件的复电容(电容的实部和虚部)的直接测量来提取界面陷阱的态密度D_(it)(E)和俘获截面σ(E).这一方法可测损耗角达5×10~(-3),所以具有较高的灵敏度,对典型掺杂浓度的MOS器件,可测界面态密度为10~9/cm~2·eV.     

在氧氮化物栅介质中的辐射效应

本文介绍了氧氮化物SiO_xN_r中的辐射效应。这种氧氮化物薄膜由热生长SiO_2层在1000℃氨-氮气氛中氮化处理形成,其特点具有高的原始正电荷陷阱密度(3-6×10~(11)电荷/cm~2)和低的界面态电荷密度(2-4×10~(10)态/eV/cm~2)。采用俄歇光谱分析薄膜的化学成份指出,在整个氧氮化物薄层内部都有氮的分布,其中在界面附近分布的浓度较高,没有发现可动离子污染或在高电场下有电荷注入现象。在辐射剂低于1×10~6拉德(Si)的场合下,这种氮氧化物的辐射灵敏度比热氧化物改善2-3倍,并且也不增加界面态密度。最后讨论了一种为满足界面附近的正电荷俘获的掺杂方法。     

阳极氧化Al_2O_3膜/InP和自身氧化膜/InP的界面性质

研究了用阳极氧化法制备的Al_2O_3膜/InP和自身氧化膜/InP两种MIS结构的组分分布和电学性质,AES、I-V、C-V和DLTS等测试结果表明,Al_2O_3/InP结构的性能更为优越.用DLTS方法发现这两类样品都具有峰值能量为Ec-Es=0.5eV、俘获截面为～10~(-15)cm~2的连续分布的界面电子陷阱.认为该电子陷阱与磷空位缺陷有关.     

InGaAsP/InP异质结界面态的变频C-V研究

本文利用自建的变频C-V测试系统测量分析了InGaAsP/InP异质结的界面态,结出其界面态密度和时间常数.实验结果表明,在界面同时存在快、慢界面态,其参数分别为快界面态:N_(s1)=7.3×10~(11)eV~(-1)·cm~(-2),τ_1=2.2×10~(-5)s慢界面态:N_(s2)=2.5×10~12eV~(-1)·cm~(-2),τ_Q=1.5×10~(-2)s     

Al-SiO_2-Si/n系统的r辐照界面效应及退火特性

本工作以~(60)Co作为γ辐射源,在7.6 ×10~3至6.9 ×10~4伦琴剂量范围内,研究了Al-SiO_2-Si/n系统的辐照感应氧化层有效电荷、界面态与辐照剂量的关系.也研究了这些界面效应的退火特性.此外,还对实验结果作了分析和讨论.     

薄二氧化硅MOS电容电离辐射陷阱电荷研究

采用高频 C- V曲线方法 ,研究了 5 0 nm及 15 nm MOS电容电离辐射空穴陷阱及界面态的建立过程 .二种样品电离辐射空穴陷阱电荷密度在 1× 10 3Gy(Si)剂量下近乎相同 ,而在大于 3× 10 3Gy(Si)剂量下 ,5 0 nm MOS电容的电荷密度约为 15 nm MOS电容的 2倍 .利用电离辐射后的隧道退火效应 ,计算出二种样品电离辐射陷阱电荷在Si- Si O2 界面附近分布的距离均约为 4nm .     

新的双层介质的InP MIS结构

本文提出了一种由真空蒸发法淀积的SiO薄膜和在P_2O_5气氛中进行InP的热氧化而形成的 InP本体氧化层(native oxide)所组成的新的双层介质 InP MIS结构.通过高频C-V特性的测量得到了较好的界面特性,其中最小界面态密度达8.5×10~(10)cm~(-2)eV~(-1).本文还通过俄歇电子能谱(AES)的测量探讨了上述InP的本体氧化层在改善InP MIS结构的界面特性方面所起的作用.     

Hg_(1-x)Cd_xTe MIS器件的C-V特性

测量了阳极氧化和ZnS双层介质结构的Hg_(1-x)Cd_xTe MIS器件的C-V特性。基于Kane模型并考虑了碲镉汞导带非抛物性和载流子简并效应,进行了理论计算,高频情况下还考虑了少子在反型层中的再分布。对各种组份(x=0.2～0.56)的N型和P型Hg_(1-x)Cd_xTe MIS器件进行了变频(f=20～10MHz)和变温(T=26～200K)C-V测量。对于x=0.3的器件,测得其固定正电荷密度为8～10×10~(11)cm~(-2),80K下慢界面陷阱密度为4～10×10~(10)cm~(-2),最小界面态密度为1.7～2×10~(11)cm~(-2)·eV~(-1)。     

线阵CCD摄象传感器的栅氧化

线阵CCD摄象传感器的栅氧化,是制作整个器件的一个关键工艺,采用了三氯乙烯(以下简称TCE)参与氧化,已能获得高质量的二氧化硅层,其表面态密度一般控制在4×10~(10)/cm~2·ev左右(最低可达9.1×10~9/cm~2·ev)。本文着重叙述了氧化层参数与工艺的关系和实验中的一些做法,对TCE氧化的工艺条件进行探讨。     

Al/LB绝缘膜/Si结构界面态研究

I—V特性法表明单层LB聚酰亚胺膜(～0.5nm)MIS结构的界面态密度为10~(12)～10~(13)cm~(-2)eV~(-1)。对11和41层LB聚酰亚胺膜,DLTS测试得到的界面态密度分别为10~(12)～10~(13)和10~(11)～10~(12)cm~(-2)eV~(-1)。所有结果表明,在硅禁带中央附近具有较大的界面态密度。     

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。     

P-InP欧姆接触的Nd-YAG激光合金化

本文报道用 Nd-YAG脉冲激光辐照代替热合金化制备了性能良好的 P-InP/AuSb +AuZn + Au欧姆接触.利用激光合金所获得的接触电阻率8.6× 10~(-5)~Ω·cm~2优于另一部分样品热合金化的值1.6 ×10~(-4)Ω·cm~2.其表面形貌也比热合金化的好,俄歇电子能谱分析发现在界面附近明显形成了Zn的分布峰,使电子隧穿势垒的几率增大.