n型硅中铂和钯的电学性质

本文用瞬态电容、热激电容和热激电流方法测量n型硅中铂和钯的电学性质.n型硅中铂的二个能级是E_c-0.22eV和E_c-0.30eV.掺钯的n型硅中亦存在二个能级为E_c-0.23eV和 E_c-0.29eV.第二个深能级 E_c-0.29eV由于它的位置和浓度与高温淬火引起的能级相仿,所以这一能级的起因尚需进一步研究.     

硅中“氢-缺陷络合物”施主行为的研究

通过电学、光学和深能级瞬态谱(DLTS)的测量,研究了硅中“氢-缺陷络合物”施主的行为.测得了同氢有关的三个能级:E_c-0.026eV、E_c-0.037eV,E_c-0.265eV.证实该施主中心的产生,跟材料中硅氢键以及某种结构正在研究的特定缺陷的存在密切相关.还通过多方面实验证实,它同已知的“450℃退火形成的氧施主”完全不同.最后指出,利用在氢气中区熔生长的NTD硅来研究孤立氢原子在硅中的行为,比用其他方法更为有利.这为氢在硅中的电活性提供了新的证据.     

硅中E_c-O.18 eV铜能级的单轴应力深能级瞬态谱研究

首次用单轴应力下的深能级瞬态谱法研究了N型直拉硅中与铜有关的主要深能级E_c-0.18eV.由实验结果推断,这个能级对应于硅中两个不同的铜中心,其深能级的激活能十分接近,单轴应力使偶然简并解除从而将它们分开.     

硅中E_c-O.18eV铜能级的单轴应力深能级瞬态谱研究

首次用单轴应力下的深能级瞬态谱法研究了N型直拉硅中与铜有关的主要深能级E_c-0.18eV.由实验结果推断,这个能级对应于硅中两个不同的铜中心,其深能级的激活能十分接近,单轴应力使偶然简并解除从而将它们分开.     

利用X_α—重叠球方法研究半导体的局域电子结构——Ⅲ.硅中的某些深能级杂质

作为本文研究的主要目的,证实了X_α—重叠球方法在研究共价半导体中深能级杂质的适用性.作者利用自旋非极化的X_α—重叠球方法计算了硅中硫、氧和碳的杂质能级,得到了与实验或理论基本一致的结果.中性硫原子在硅中为处于E_c-0.39eV的深施主能级.中性氧原子在硅中的行为与理论预言大体相符,为E_v+0.22eV的深施主能级.本文得到的硅中杂质碳的能级是E_c-0.08eV,它可能为处于较浅部位的深杂质能级.     

Si:Pd深能级的研究

用三种钯源对p~+nn~+和n~+pp~+硅二极管进行了扩散掺杂,井用深能级电容瞬态谱仪(DLTS)对它们作了测量.在适当的工艺条件下,在各类样品中均观察到能量为E_c-0.37eV和E_c-0.62eV两个浓度居统治地位的新的电子陷阱能级.从实验上证明了以上两个能级确是由进入硅点阵中的钯杂质所引起,并确定了它们和文献报道过的Si:Pd 能级间的相互转化关系.由这些能级的产生条件,退火特性以及电学测量结果来看,这两个新能级应分别与硅中间隙钯所引起的两种不同荷电态的施主中心相对应.     

钛在硅浅结互连中引进深能级的研究

钛在硅浅结互连中作为铝硅阻挡层已成功地应用在器件工艺中。但它在P-Si一侧引进一个深能级中心,其能级位置在Ev+0.38eV,浓度分布为(-3)×10~(12)cm~(-3);在N-Si一侧引进三个深能级中心:E_c-0.22eV,E_c—0.40eV和E_c-0.55eV,其浓度分布在(1.6—2.6)×10~(11)cm~(-3)。有关参数表明,它对器件的性能有一定的影响。     

硅中铂杂质能级的电子辐照效应

观测到掺铂硅中 E_c-0.23eV能级的 DLTS信号因电子辐照而衰减,而E_v+0.32eV能级则对电子辐照不敏感.这一实验结果使我们认为,掺铂硅中的两个能级不是与同一个深中心有关的.     

掺氮区熔硅单晶深能级的研究

DLTS测量发现,在原生掺氮区熔硅单晶中,除E_c-0.20eV、E_c-0.28eV与氮相关外,E_c-0.57eV能级也与氮相关.此三能级在低于400℃、经0.5 小时退火均消失,同时测得三个与氮相关的新能级E_c-0.17eV、E_c-0.37eV和E_c-0.50eV,并研究了它们的退火行为.     

硅中与钯相关的深能级的研究

本文采用多种硅材料,对扩Pd快速淬火在硅中引入的两个与Pd相关的新能级E_A(E_c-0.37eV)、E_B(E_c-0.59eV)进行了系统的实验研究,结果进一步支持了E_A和E_B属于同一缺陷的不同能量状态的看法,但发现缺陷的微观构成与B无直接关联,而很可能同间隙Pd与硅中本征空位缺陷形成的络合物相关.     

硅中铂能级的DLTS研究

用深能级瞬态谱(DLTS)研究了铂在N型和P型硅中引入的能级.制备了p~+nn~+深结,p~+n和n~+p浅结,Au/n-Si和Ti/p-Si肖特基等五种掺铂样品.分析各种样品的测试结果得到:过去报道在p~+nn~+深结中测得的Ec—0.34eV能级并不存在于N型硅中,该DLTS谱峰来源于p~+nn~+结P型区内的空穴发射.     

硅中的深杂质能级

从原子的局域赝势出发,利用线性响应理论求得了替代杂质在硅中产生的屏蔽微扰势.用赝原子轨道的集团方法计算了各种杂质原子在硅中产生的深能级.得出,短程势和长程势对深能级的形成都起重要作用.深施主态也有谷轨道分裂的现象,但分裂的能量较大,波函数是反键态性质.深受主态能级位置较深,波函数是悬键态性质.等电子杂质不易产生深能级.计算得到的深能级位置与实验作了比较.     

硅中激光辐照引进的点缺陷

利用深能级瞬态谱(DLTS)证实:经染料脉冲激光辐照,红宝石脉冲激光辐照,连续Nd:YAG激光辐照的P型硅样品,存在深中心缺陷,主要是:(E_v+0.14cV)、(Ev+ 0.19eV)和(Ev+ 0.24eV).从这些深中心缺陷的不同淬火和退火行为,可以认为缺陷中心主要是样品在激光退火过程中产生的过饱和空位所形成的,而且可能是与某种大空位团有关.     

高阻n型硅的电子辐照

研究了高阻区熔和直拉单晶(扩铝)的P~+n管经电子辐照后产生的缺陷能级和它们的退火特性.区熔单晶中辐照生成的主要缺陷能级为 E:-0.43eV (双空位)和 E_v+ 0.49eV.在300℃退火后,这些能级的浓度与未退火前基本相同.直拉单晶中辐照生成的缺陷能级为E_c-0.18eV (氧空位对)和 E_v+ 0.49eV.在200℃以上退火后,氧空位明显减小并在300℃消失.     

离子注入CO_2激光退火硅中的深能级缺陷

在注As硅中观察到7个深能级谱峰.CO_2激光退火是消除离子注入引入的深能级缺陷的有效方法.消除深能级缺陷的功率密度范围为 350W/cm~2-600W/cm~2与注入杂质激活的功率密度范围基本一致.功率密度高于600W/cm~2的CO_2激光扫描,在样品中引入比较单纯比较清洁的滑移位错.用DLTS测量,测得滑移位错的深能级为H(0.33eV).     

Ⅲ、Ⅴ族杂质对硅中热施主性质的影响

首次利用导纳谱技术研究了450℃处理后的CZ-Si.导纳谱、DLTS和霍耳测量的结果表明:热施主有四个施主能级,即 E_c-(330～280)meV、E_c- 120meV、E_c-52meV和E_c- 30 meV.同时证明:Ⅲ族和Ⅴ族杂质对这些能级的影响不同.对Ⅲ族杂质增强热施主形成的效应和目前已报道的有关热施主能级的分歧进行了详细研究和讨论.本文指出,用一个统一微观模型说明热施主的各种性质似乎不妥,并对这四个施主能级可能的缺陷结构进行了简单探讨.     

用深能级瞬态谱法测量GaAS MESFET中的深能级

本文介绍了用深能级瞬态谱(DLTS)法测量GaAs MESFET的深能级杂质和缺陷。在有源层中一般没有测到深能级杂质和缺陷,但在有源层与缓冲层界面附近测到了多个空穴陷阱和电子陷阱。其中空穴陷阱的能级有0.41eV、0.53eV、0.68eV、0.91eV;电子陷阱的能级有0.30eV、0.44eV、0.84eV。并对部分陷阱的性质作了初步的讨论。     

硅化钯-P型硅肖特基势垒二极管的界面分析与电特性

对硅化钯-P型硅肖特基势垒二极管(SBD)的界面性质作了AES谱和EBIC像分析,估算了Pd_xSi_y层厚度和肖特基结的结深。在室温下由示波器响应脉冲波形估算SBD对1.06μm激光的响应时间小于1ns。从深能级瞬态电容谱仪得到的DLTS谱峰计算出样品表面空间电荷区中深能级的能级位置E_T—E_V=0.33eV,俘获截面σ_p(248K)=4.4×10~(-18)cm~2,深能级的平均杂质浓度N_T=0.085(N_A—N_D)。讨论了激光响应脉冲波形后沿变缓现象。     

GaAs MESFET电子辐照效应的研究

本文研究了GaAs MESFET的12MeV电子辐照效应.在n型VPE GaAs有源层中电子辐照感生了E_1~＇(E_c-0.38eV)、E_2~＇(E_c-0.57eV)、E_s~＇(E_c-0.74eV)缺陷.研究表明,GaAsMFSFET参数的变化主要是由于载流子去除效应.对器件载流子去除率进行了计算,其值在8-30cm~(-1)范围内.迁移率退化因子是比较小的,在室温大约为10~(-17)cm~2量级.     

分子束外延中硅衬底热应力产生缺陷的研究

本文报道了由表面形貌观测、X射线双晶衍射、喇曼光谱、透射电镜及深能级解态谱对硅分子束外延中硅衬底在热处理过程中由于热应力、重力等影响导致缺陷产生的研究.由于衬底温度梯度导致样品表面存在位错滑移线,在衬底与外延层界面有着高密度的位错网络,在高的温度梯度区有晶粒间界及多晶存在,并伴有扭曲和不平整,在样品中央部份生长状态较好的锗硅合金层超晶格有部份应变会弛豫而转化为失配位错,这严重影响锗硅超晶格的质量.采用新结构的石英样品座改善了样品温度均匀性,并消除外加应力的影响,己可生长出高质量的锗硅超晶格.