硼离子注入多晶硅薄膜的电学性质

本文测量了硼离子注入多晶硅薄膜经热退火及激光退火后的电学性质,并用晶界陷阱模型进行了理论计算。计算结果与实验符合。发现经激光退火后,晶粒变得足够大时迁移率最小值发生在10~(-17)Cm~(-8)附近,而不是在 N=N~*处。     

多晶硅层中的硼扩散

用氮化硼和乙硼烷作扩散源,将硼扩散到5.5微米厚的多晶硅中。扩散深度与扩散时间的平方根成正比。多晶硅层中的硼扩散可用熟知的补余误差函数表示。硼源用乙硼烷时多晶硅中硼的扩散系数,比用氮化硼时要大,而且在实验范围内比单晶硅衬底中要大10～50倍。在1050℃用乙硼烷作硼源在单晶硅衬底中硼的扩散系数,用氮化硼和乙硼烷作硼源时在多晶硅中硼的扩散系数分别为:8.86×10~(-14),1.17×10~(-12)和1.95×10~(-12)厘米~2/秒。在以上情况中,硼的扩散系数的激活能分别为3.42,2.39和2.51电子伏。     

重掺硼多晶硅薄膜的电学性质

论述了重掺硼多晶硅薄膜的载流子陷阱导电模型。基于此理论,对电阻率ρ、载流子迁移率μp、电导激活能 E_a 与掺杂浓度、晶粒尺寸的关系进行了分析实验,给出了理论曲线和实验数据。最后,讨论了此理论的局限性。     

多晶硅电学特性研究之Ⅵ:高阻多晶硅的电学性质

对砷离子注入的轻掺杂多晶硅进行了系统的实验,研究了高阻多晶硅电学特性与薄膜淀积温度,注入剂量,退火温度,退火时间和热处理周期等处理条件的关系。结果表明淀积系统的温度梯度分布使薄膜的电参数均匀性差;高阻多晶硅的电阻率对注入剂量的变化十分敏感,高温下长时间退火将使电阻率增加;轻掺杂多晶硅中的“杂质分凝”是不可逆的。高值电阻电参数调整实验也取得了较好的结果。这项工作揭示了高阻多晶硅一些未见指道过的重要性质,我们提出的晶界中的氧俘获态模型成功地解释了这些现象。     

LPCVD掺氧多晶硅电学特性研究

本文通过测量电导率特性对LPCVD掺氧多晶硅(SIPOS)的电学特性进行了研究。结果表明,SIPOS的电学特性与其含氧量和退火温度有关。SIPOS的含氧量增加,其电导率下降;在退火过程中,随退火温度的不同,SIPOS的电导率的变化存在两个不同过程:低温退火过程中,电导率的变化与SIPOS中的Si-O键的分布和作用有关;而在高温退火过程中,电导率的变化则是SIPOS薄膜再结晶的结果。本文对SIPOS的掺杂效应也进行了研究。结果表明,SIPOS掺杂后电导率明显提高;而含氧量对掺杂后的SIPOS的电导率的提高具有明显的抑制作用。     

铝诱导多晶硅薄膜籽晶层的电学性质

利用磁控溅射系统在玻璃衬底上制备出具有玻璃∕铝∕非晶硅的多层膜结构样品,然后在管式退火炉中以一定的温度退火,使非晶硅晶化形成多晶硅薄膜籽晶层。扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜测试表明,铝诱导结晶后样品中的铝层已被完全置换为连续并且厚度均匀的多晶硅层,多晶硅晶粒的平均尺寸为23μm。喇曼光谱测试和X射线衍射(XRD)分析表明,多晶硅薄膜籽晶层具有良好的结晶质量,并且具有高度的(111)择优取向。霍尔测试结果表明,铝诱导多晶硅薄膜籽晶层属于高浓度p型掺杂,掺杂浓度达到了1018/cm3。分析认为铝在非晶硅晶化过程中不仅扮演了诱导金属的角色,还起到了掺杂的作用。     

硼掺杂多晶硅薄膜电阻率的温度特性

本文研究了用于制作压阻传感器的硼掺杂ＬＰＣＶＤ多晶硅薄膜电阻率的温度特性．在室温～４５０℃较高温度范围，实验发现电阻率与温度的关系中存在一个极小值，理论分析表明极小值所对应的温度正比于晶界势垒高度，理论分析与实验结果相符合．通过对影响薄膜电阻率温度特性诸因素的分析讨论，提出了减小多晶硅薄膜电阻温度系数的最佳途径．     

多晶硅电学特性研究之Ⅴ:多晶硅熔丝的电编程性质

研究了冗余技术电编程电路中的多晶硅电阻熔丝的电编程特性!分析了多晶硅熔丝的编程机理和电流一电压特性。发现电阻率在0.60～1.10×10~(-3Ω·cm范围的多晶硅熔丝熔断时存在一个临界电流密度,它与熔丝的几何尺寸和室温电阻率无关,是一个约为32mA/μm~2的常数;临界电场是随熔丝室温电阻率增加的,平均熔断功率密度也与熔丝自身的电阻率相关。认为掺杂剂提供的载流子对熔丝的熔化起着重要的作用。     

多晶硅电学特性研究之Ⅲ:多晶硅晶粒边界中氧的作用

轻掺杂多晶硅的低温退火特性揭示了来自二氧化硅层中的氧对多晶硅电学行为有重要影响。本文从实验上进一步证实了氧在多晶硅晶界引入可变的载流子俘获能态,定性分析了氧俘获态随处理温度和时间的变化关系;论证了在杂质分凝效应中起主要作用的是氧俘获态,实际分凝效果比理论值和表观测量值小得多。文章对多晶硅晶界的某些性质提出了新的看法,指出晶界俘获态密度并不完全是多晶硅自身固有的和具有固定不变的数量,氧在晶界引入的可变俘获态是决定轻掺杂多晶硅电导能力的主要因素,氧在晶界可能只引入电子俘获态。这个物理模型能够合理解释轻掺杂多晶硅许多不同于重掺杂多晶硅的电学行为。     

MIC多晶硅薄膜的光学与电学特性及其优化

制备了4种P型掺杂的多晶硅薄膜;固相品化(SPC)、金属诱导(MIC)、准分子激光晶化(ELA)和低压化学气象沉积(LPCVD)多晶硅薄膜,并且研究了它们的光学特性与电学特性.结果发现,MIC多品硅薄膜具有最小的可见光吸收率;ELA和MIC有较小的方块电阻,而SPC和LPCVD方块电阻较大.最后通过对MIC多晶硅薄膜厚度的优化表明,厚度为40 nm的MIC多晶硅薄膜最适合做有机电致发光器件的像素电极.     

微波退火法制备多晶硅薄膜的电学特性研究

为实现多晶硅薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器的实用化与产业化 ,低温 (<6 0 0°C)、快速制备高质量多晶硅薄膜已成为研究热点。文中将微波加热技术应用于金属诱导 a- Si薄膜横向晶化工艺中 ,成功实现了低温快速制备多晶硅薄膜。通过薄膜电阻率的测试 ,分析了多晶硅薄膜的电学特性。     

掺硼多晶硅的远红外光谱

用傅里叶变换光谱仪在15K和230～620cm~(-1)范围内研究了不同含Fe量的P型掺B多晶硅的远红外吸收光谱.观测和分析了Si中受主(B)基态到P_(3/2)价带相关的激发态系列的跃迁.实验结果表明,随着Fe浓度的增加,B受主激发谱的吸收强度显著减弱.证明Fe-B对的形成和Fe杂质在晶粒边界的可能的积累.实验还观测到P型Si(B)中不同含Fe量时607cm~(-1)处C局域振动模的吸收变化,讨论了Fe杂质对C振动吸收的影响.     

掺硼多晶硅的制备及其电阻率

本文介绍采用APCVD方法制备了掺硼厚多晶硅膜,研究了影响掺硼多晶层的因素及其电阻率的分布,得到一组电阻率或淀积速率与温度、流量以及随位置参量x变化的关系曲线。     

LPCVD多晶硅形貌对氧化层击穿特性的影响

多晶硅表面对于电荷耦合器件(CCD)的制作非常重要。采用扫描电子显微镜(SEM)和电学分析技术研究了低压化学气相(LPCVD)法淀积的多晶硅形貌对击穿特性的影响。研究结果表明,减小多晶硅表面颗粒尺寸有助于改善多晶硅氧化层击穿特性。多晶硅氧化层击穿特性与多晶硅和绝缘层交界面的平滑度有关。多晶硅薄膜表面平整度变差,则多晶硅与氧化层之间的界面平滑性变差,多晶硅介质层击穿强度降低。     

扩磷多晶硅的反应离子刻蚀

提出了一种利用普通光刻机获得亚微米、深亚微米刻蚀掩蔽图形的方法；二氧化硅膜过腐蚀法。利用该方法形成的掩蔽图形实现了扩磷昌硅的高度各向异笥反应离子刻蚀，并其慢机分析。     

a-Si/Mo多层膜的电学光学特性

报道了a－Si／Mo多层膜的电学光学特性，这些特性的研究不仅具有理论的意义，而且有极其重要的实用价值。     

铝原子晶粒间界分凝及其对多晶硅电学特性的影响

本文用俄歇电子能谱(AES)证明了铝原子在多晶硅晶粒间界分凝的现象,并研究了多晶硅的势垒电阻、少子寿命和霍耳迁移率.实验结果表明:铝原子的晶粒间界分提与铝原子的性质、铝原子扩散温度以及多晶硅的结构有关;铝原子晶粒间界分凝能在一定程度上改善多晶硅的电学特性,显示出铝原子晶粒间界分凝具有一定的应用潜力.     

硼掺杂及未掺杂金刚石薄膜的电学和光电导特性

用热丝辅助化学气相沉积法合成了未掺杂及Ｂ掺杂金刚石薄膜，测量了退火前后的电流一电压和光电导特性．实验结果表明，Ｈ原子对未掺杂金刚石膜的电学和光电导特性有很大影响．对于掺杂样品，随着Ｂ含量的增高，Ｂ的作用更加明显，而Ｈ的作用降低．合成的金刚石膜中存在着各种缺陷态，其中包含陷阶型缺陷态，它影响着光电导饱和值的大小和弛豫时间的长短．经６００℃退火后，样品的结构、缺陷态的种类、数量都发生变化，并改变了金刚石膜的电学及光电导特性．