多晶硅栅的BCl离子注入技术

在CMOS中,有n—MOS和P—MOS两种晶体管。为了简化制造工艺,在制作多晶硅栅时,最好先都制成n~+多晶硅,然后再对P—MOS管栅的n~+多晶硅注入B~+,使其变成p~+型多晶硅。可是,随着集成度的提高,最小线宽越变越窄,也要求多晶硅膜更薄,即使用很低能量的B~+来注入,B~+也会穿透多晶硅层进入基片中。为避免穿透,已发展了采用BF_2~+注入来形成P~+型多晶硅栅的办法。它确实能有效地降低B的注入深度,但也带来了另外的问题,这就是BF_2~+注入多晶硅中的F元素,在氧化膜中扩散,在随后的热处理中,会使氧化膜中B加速扩散到基片中,引起V_(TH)的变化,而成为一个麻烦问题。     

GaAs的B~+注入隔离

本文报告了在注Si~+的GaAs有源层上进行B~+注入实现隔离的实验研究.结果表明,低剂量和高剂量的B~+注入都能形成高阻区,但低剂量注入形成的高阻区具有更好的隔离特性.本文还讨论了B~+注入n型GaAs消除载流子的补偿机理.     

BF_2~+注入硅分子效应的椭偏谱多层分析

把离子注入层设想成由50多层的微分薄层构成,用以研究BF_2~+的分子效应。我们在1.6—5.0eV光子能量范围内,测量了不同剂量也(3×10~(13)-5×10~(15)ion/cm~2),147keV BF_2~+分子离子77K注入硅以及相应的B~+、F~+注入硅样品的椭偏谱。由实验测得的离子注入样品的椭偏光谱、多层薄膜光学模型、有效介质近似理论(EMA)和计算软件,可分析离子注入硅的损伤分布、表面自然氧化物的非均匀性和界面组份。其分析结果与背散射沟道技术和透射电子显微镜的测定结果相一致。研究中发现,低温BF~2~+注入的损伤层和非晶层都首先在样品表面形成,与B~+、F~+注入损伤相比,BF_2~+注入存在显著的分子效应。     

n~+层与栅之间的间隙对CaAs自对准MESFET(SAINT)短沟道效应的影响

研究了不同 n~+层到栅之间的间隙对 GaAsn~+栅自对准 MESFET 的短沟道效应。栅长范围从0.1到1.5μm。制造特点是对 n~+层用自对准离子注入技术(SAINT)和电子束直接刻写。n~+层到栅之间的问隙是由充当n~+离子注入掩模的多层抗蚀剂的底层钻蚀过程控制的。研究表明短沟道效应如亚阈电流增加和阈电压负漂移,可扩大 n~+层到栅之间的间隙从0.15到0.3μm 而显著缓和。     

a-Si_(1-x)C_x:H/pn~(-in)结构的蓝白色电致发光

本文介绍了一种新的p~+μc-Si:H/pn~-in a-Si_(1-x)C_x:H/n~+μc-Si:H多层结构电注入发光器件.首次在室温下用肉眼直接观察到了蓝白色的电注入发光(EL).EL光谱的分布和峰值位置可以通过改变n~-ia-Si_(1-x)C_x:H层的碳原子含量来调整.EL总强度与正向注入电流之间遵从幂函数规律:L∝I~n;电流电压特性具有空间电荷限制电流关系:I∝V~p. 在室温下测得:n～1.5,P>2.当正向注入电流等于50mA时,器件的发光亮度接近1fL.     

化合物半导体重要用语选集(二)

<正> 短沟效应(short Channel Effect) 在MESFET中,随着栅长的缩短,阈值电压(V_(th))向负方向漂移的现象,称之为短沟效应。其原因本质上是由于栅长(L_G)和有源层厚度(α)比的减少(L/α<5)引起的形状效应,而在实际的器件中,例如在用选择离子注入形成源漏n_-~+层的FET中,则是由下述问题引起的:①由注入离子的横向扩散(注入和退火时)引起的有效载流子密度的增大;②流经n_-~+-i-n_-~+的衬底泄漏电流(空间电荷限制电流)。作为抑制这种现象的方法有:①采用载流子密度大而且又薄的有源层,由此减少形状效果的影响,同时又能降低n~+扩散的影响,②采用短时间退火方法,用以防止退火时注入     

长波长光纤通讯用的In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP PIN光电二极管

本文通过对正面光照型(由p~+-InGaAs层注入光子)和背面光照型(由n~+-InP层注入光子)两种结构的比较,讨论了高性能正面光照型InGaAs PIN光电二极管的设计原则和理论模型.重点分析了器件反向I-V特性、量子效率、脉冲响应时间等问题.所研制的器件性能如下:在工作偏置V_(op)=-5V时,暗电流密度J_D=2.5×10~(-6)A/cm~2;结电容C_j=0.7pF;量子效率η=85%(λ=1.3μm);脉冲响应时间△τ=100ps     

硅中离子注入层的红外瞬态退火及其浅结的制备

本文研究了硅中离子注入层的红外瞬态退火.对于注As~+和注B~+样品的测试表明,红外瞬态退火具有电激活率高、缺陷消除彻底和注入杂质再分布小等优点.对于注入剂量为1×10~(15)As~+cm~(-2)的样品和3.6×10~(14)B~+cm~(-2)的样品,经红外瞬态退火后电激活率分别达到了90%和95%.用红外瞬态退火样品制作的台面管的反向漏电流,在相同的测试条件下,只是常规热退火样品的一半左右.对于通过650(?)SiO_2膜,25keV、5×10~(14)cm~(-2)剂量的硼离子注入样品,经红外瞬态退火后得到了结深分0.20μm的浅结.     

关于P型硅中注入(PF_2)~ 的研究

一、前言 在调试LC-2机器时,发现所引出的二氟化磷离子流[(PF_2)~ ]较磷离子流大好几倍。为提高工作效率,开展了二氟化磷离子掺杂工艺可能性的探索。通过系统测量退火特性,方块电阻与注入剂量的关系,结深与注入能量的关系,注入层载流子的剖面分布,注入层的平均迁移率参数以及与掺磷对比制管实验等大量的实验都表明:(PF_2)~ 作为n型注入杂质是可行的。某些参数,例如n~ -p结的反向漏电比     

硅中离子注入层退火后残留深能级缺陷的DLTS研究

本文将DLTS测试技术用于低剂量B~+注入MOS结构,并给出了计算方法.对通过920(?)SiO_2膜、注入剂量为5×10~(11)B~+ cm~(-2),经480℃、15分钟热处理的样品测到了E_T-E_V=0.19eV,E_T-E_V=0.26eV和E_T-E_V=0.33eV三个深能级;对于1×10~(12)B~+ cm~(-2)注入,经常规热退火(950℃、30分钟)和红外瞬态退火(辐照源温1150℃,40秒)后分别测到了深能级E_T-E_V=0.24eV和E_T-E_V=0.29eV;对引入这些深能级的残留缺陷进行了讨论.     

新的高速长波Al_(0.48)In_(0.52)As/Ga_(0.47)In_(0.53)As多量子阱APD

一种新的长波(λ=1.3μm)超晶格雪崩光电二极管已工作。该器件结构为p~+in~+,是采用MBE生长的,在p~+和n~+Al_(0.48)In_(0.52)As透明层之间,由35个周期的Al_(0.48)In_(0.52)As(139A)/Ga_(0.47)In_(0.53)As(139A)多量子阱     

BF_2~+注入单晶硅的退火行为

浅结制备对LSI,特别是VLSI来说,是十分重要的工艺.由于~(BB)+的质量小,常规低能注入时有许多无法克服的缺点,难以与~(75)As~+匹配来制备理想的浅结.因此,目前除了改变注入状态,例如先用~(28)Si~+作自注入使衬底无序化,再注~(11)B~+,及隔开薄氧化层作~(11)B~+注入外,人们倾向于用BF_2~+的注入来获得P型浅结.我们在中科院上海冶金所离子束开放实验室的资助下,对BF_2~+注入Si的各种行为作了研究,下面介绍BF_2~+注入Si的退火行为.     

用离子轰击和激光照射的方法使InSb从p型转换为n型

有三种方法能在p型锑化铟(InSb)上形成n~+层。这就是:(1)以能量为60keV、剂量为1×10~(15)Cm~(-2)的质子进行轰击;(2)以能量为100keV、剂量为2×10~(15)cm~(-2)的硅离子进行轰击;(3)Q开关钕—钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器照射。将晶片等时退火30分钟后研究了上述三种效应。(1)和(3)两者可以不经退火直接形成n~+层;而方法(2),开初产生p型层,经200℃以上的温度退火后才转换为n~+层。采用方法(2)和(3)得到的n~+层能够经受的退火温度达350℃;而用方法(1)得到的n~+层,当退火温度超过100℃时,又恢复为p型。采用方法(2)和(3)制备的台面型二极管,77K时,正向电流密度由J=1×10~(-3)exp(qV/1.7kT)A/cm~2确定;结电容与反向偏压之间的关系为C∝(V_D+|V|)~(-0.43)。其中扩散势V_D为0.2V。     

10keV B~+注入预非晶化Si的剩余缺陷和浅结

<正> 一、问题的提出和实验方法 在低能注入B~+浅结的过程中,沟道效应难以避免。为避免B~+注入的沟道效应,本文采用100keV下5×10~(15)cm~(-2)的Si~(29)注入n-Si<100>进行非晶化处理。继而进行了10keV,1×10~(15)cm~(-2)的B~+注入形成浅结,然后对样品进行快速热退火(RTA)处理,并观察界面缺陷的     

GaAs IC室温传输延时达9.9ps/门

<正> 据报导,日本电电公司厚木电气通信研究所采用自对准离子注入工艺研制出传输延时达9.9ps/门的超高速逻辑电路。首先采用 Si~+注入形成 n 层(60keV),然后向有源层下部进行Be~+注入(90keV)形成 p 型埋层,最后用 Si~+注入(200keV)形成 n~+层。注入后进行退火,退火温度为800℃,时间为20分钟。基于这种场效应管制成的 E/D DCFL 型25级环形振荡器,其传输     

硅中离子注入层的红外瞬态退火及退火后残留深能级缺陷的DLTS研究

本文研究了硅中离子注入层的红外瞬态退火,证实了它与常规热退火具有相同的再结晶机理——固相外延再结晶过程.对于注As~+和注B~+样品的测试表明,红外瞬态退火具有电激活率高、缺陷消除彻底和注入杂质再分布小等优点.为了研究退火后残留深能级缺陷的电特性,对于离子注入MOS结构进行了DLTS测试.对于通过920A SiO_2膜,注入剂量为 1×10~(12)cm~(-2)B~+、能量为60 keV的样品,经常规热退火和红外瞬态退火后分别测到了深能级 E_T-E_v=0.24±0.02eV和E_r-E_v=0.29±0.02eV;并对引入这些深能级的缺陷进行了讨论.     

离子注入在SiO_2中引入的陷阱中心

本文主要研究B~+、P~+、As~+离子注入的MOS结构经高温(>860℃)退火后的氧化层陷阱行为.用所建立的雪崩热电子注入及高频 C-V特性联合测量装置,研究了这类陷阱的荷电状态、有效密度、电子俘获截面及与注入离子的关系;利用陷阱电子解陷的热激电流技术,研究了As~+注入氧化层中陷阱的能级深度.     

Si~+注入GaAs红外快速退火实验研究

本文研究了GaAs MESFET有源层和n~+层Si~+注入的红外快速退火行为。用该技术获得的有源层和n~+层的载流子浓度与迁移率分别为1～2×10~(17)cm~3和3000～3500cm~2/V·s以及1～2×10~(18)cm~(-3)和1500cm~2/V·s,制成的单栅FET每毫米栅宽跨导为120mS,在4GHz下,NF=1.1dBGa=12.5dB。实验证实了快速退火比常规炉子热退火具有注入杂质再分布效应弱和对衬底材料热稳定性要求低的优点。对两种退火的差别在文中也作了讨论。     

砷预非晶制作结深小于0.25μm的浅结

本文报道了As预非晶制作浅P~+n结,对As预非晶的能量和剂量的选择作了研究,并对常规炉退火(950℃,N_2,30m)和快速热退火(RTA,1050℃,10_s)作了比较。结果表明,A_s预非晶可有效地抑制B~+注入沟道效应,阻止B~+增强扩散,在常规条件下可以实现x_j<0.25μm,R_□<100Ω/□的源漏浅结,并已应用于1M位DRAM生产。     

基于标准CMOS工艺线性APD倍增区的优化仿真

采用标准CMOS工艺制备的n~+-p-π-p~+结构的线性APD,其倍增区p层的掺杂分布极大地影响着器件的性能.采用Silvaco仿真软件对倍增区p层进行了设计仿真,研究了p层的注入剂量和注入峰值浓度深度对器件特性的影响.仿真结果表明,设定器件增益为50,在p层的最佳注入剂量为1.82×10~(12)/cm~2,峰值浓度深度为2.1μm左右的最佳工艺条件下,器件的工作电压为73.1 V,过剩噪声因子为4.59,过剩噪声指数在0.34~0.45之间(波长λ=800 nm),优于目前已报道的结果.通过工艺的优化,器件的性能可以得到进一步提高.