NTD硅单晶高压整流元件的扫描电镜分析

中子嬗变掺杂(NTD)硅单晶具有轴向和径向电阻率均匀等重要特点,用这种材料制得的高压整流元件具有雪崩特性好、电压分散小、等级合格率高和过载能力强等电学特性。本文用扫描电镜的EBIC像和吸收电流像分别观察了NTD硅单晶和区熔硅单晶高压整流元件PN结的平整度、结深和耗尽区内的缺陷分布,从而显示它们的电学特点。具有PN结结构的硅片是用(111)N型NTD硅单晶和(111)N型区熔硅单晶按常规工艺制成的,其电阻率分别为224～235Ω·cm和230～300Ω·cm,用显色法测得结深为135～145μm。随机抽取两种硅片切割成4×6mm~2的样品,两面镀镍作电极并将露出PN结的横截面以相同的工艺研磨、抛光、清洗和干燥后放入电镜中观察。图1和图2分别是NTD硅单晶和区熔硅单晶PN结的EBIC像,它表明NTD硅单晶的PN结平坦;区熔硅单晶     

直拉硅单晶的中子嬗变掺杂

本文研究了直拉硅单晶(CASi)中子嬗变掺杂(NTD)的可行性、径向电阻率均匀性以及NTDCZSi内吸除效应的机理,证明了NTDCZSi是半导体器件的优良的新衬底材料.     

双掺硅单晶基本物理特性的研究

按一定掺杂比例制备了一种双掺硅单晶.单晶片经热处理后形成的P-N结具有结深浅、均匀、杂质浓度分布不同于扩散结和离子注入结等特点.本文研究了这种双掺硅单晶的基本物理特性;测量了各种电学参数和进行了位错等晶体缺陷的金相观察,并将这种材料与单掺杂硅单晶的某些电学性质进行了比较.     

中子嬗变掺杂单晶硅的电学性能研究

本工作用霍尔系数-电阻率测量,研究了不同原始单晶硅和掺杂温度对NTD Si在高温退火过程中电学性能回复的影响。本文给出了几种NTD Si的自由载流子浓度和迁移率的等时退火曲线和各种特征温度,并对实验结果作了简要讨论。     

氢气和氩气中区熔生长的中子嬗变掺杂硅退火行为的研究

通过电阻率及霍尔系数的测量,定出了分别在氢气和氩气中区熔生长的中子嬗变掺杂硅单晶经不同温度退火后的电学参数.发现在350—600℃退火温度范围内,二者的退火行为明显不同.指出这是由于在氢气中区熔生长的NTD硅中形成了“氢-缺陷络合物”施主所致.测得其激活能为:450℃退火后是(26±1)meV;500℃退火后是双能级——(26±1)meV 和(37±1)meV.     

用DLTS研究中子嬗变掺杂硅中的电子陷阱

<正> 硅单晶的中子嬗变掺杂(NTD),是硅原子俘获热中子发生(n,r)反应而实现嬗变掺磷的.这一核反应过程是~(30)Si(n,r)~(31)Si→~(31)P+β~-(T_(1/2)=2.6h).由于NTD工艺具有掺杂均匀、易于精确控制等优点,日益受到注意.在大功率器件制造中已显示了它的优越性,人们正在研究将其用于制造高质量探测器等.NTD工艺会引入辐照损伤.~(30)Si原     

中子嬗变掺杂硅（NTD—Si）的实用化是电力半导体器件发展的突破口之一

评述了30年前第一批用中子嬗变掺杂硅单晶(即无条纹硅)制造高电压、大电流整流管和晶闸管的报道。由此介绍硅材料的中子嬗变掺杂技术原理、发展进程，指出NTD硅的实用化成为电力半导体器件向大电流(大直径)、高电压方向发展的一个重要突破口。     

γ辐照对硅单晶电学参数的影响

对CZ(直拉法)和FZ(区熔法)硅单晶进行了一定剂量的γ辐照实验,并将辐照前后的电学参数变化进行了对比.结果表明,在实验中所用剂量的γ辐照,对CZ和FZ硅单晶电阻率影响不大而对其少子寿命影响很大.     

中子嬗变掺杂(NTD)硅单晶在压阻传感器中的应用

半导体器件用的硅单晶,通常是在直拉或区熔时从外部引入杂质制备的,即在硅单晶体生长时掺入所需杂质.因此,在掺杂时,由于杂质在硅中的分凝效应,导致掺入杂质分布的不均匀,再加上拉晶工艺因素的影响,使硅单晶产生杂质条纹等缺陷,使单晶在轴向和径向都会有较大的掺杂分布起伏,导致单晶电阻率的非均匀性.对大直径、高电阻率的硅单晶电阻率的不均匀性更为突出.硅压阻传感器对硅单晶电阻率的均匀性同样有较高的要求,如果原始单晶电阻率均匀性     

NTD硅在半导体器件中的应用

随着电子工业的迅速发展,对半导体硅材料的质量已从纯度、均匀性和完整性等方面提出了新的更高的要求.摸索高均匀性硅单晶的制备途径,已越来越引起人们的重视.近年来我国成功地研制了NTD硅单晶,并在半导体器件的应用中,取得了可喜的进展,它提高了器件的电压特性和产品合格率.本文将阐述NTD硅单晶的原理、特点及其在器件制造中显示的优越性.二、NTD硅制备原理利用原子反应堆对单晶硅进行中子辐照,     

有机胶体掺杂剂的激光辐照半导体掺杂

激光技术应用于半导体研究近年来一直引起了人们的重视,如离子注入杂质后的激光退火、外延层的生成等。我们研究了一个与以前不同的方法,在硅单晶表面直接涂一层有机胶体掺杂剂,然后用一个高功率红宝石脉冲激光直接辐照,形成一个浓度很高的掺杂层。 我们用一个<111>P型硅单晶片作为基板,其电阻率为10欧姆·厘米,经清洁处理后,表面涂上一层含有磷的有机胶体掺杂剂,然后用一台TEM_(oo)模、脉冲宽度20毫微米、输出能量约400毫焦耳的调Q红宝石激光器进行辐照,在硅单晶片上的光斑直径为0.5厘米,分别进行了单次和多次辐照,辐照后的硅单晶片,用HF进行腐蚀,测量了生成P-N结的伏安、反向特性和光电效应。生成的二极管具有良好的特性。同时我们在同类的硅单晶片上,用MASK     

激光束制作硅Pn结

最近,英国英格兰的赫里特-瓦特大学发明一种激光化学汽相淀积(CVD)方法制成具有整流特性的pn结.这种pn结具有类同硅单晶pn结的I/V特性,但不是理想的突变结.轻掺杂的pn结的整流比率为250:1(在正向压降为0.8V下,结面积为10×2μm),在2V下     

电子辐照高阻NTD硅中缺陷能级和少数载流子寿命

<正>近十几年来,用中子嬗变技术在硅中进行磷掺杂,可获得n型高阻NTD硅单晶,用电子辐照在硅中引入复合中心以降低少子寿命的方法,也引起人们的极大关注.为此,我们将NTD硅制成p~+n结二极管,经电子辐照后,分别从深能级瞬态谱(DLTS)测量中获得相应的缺陷能级、俘获截面和浓度等参数,并用二极管反向恢复时间法,测量了这些样品的少子寿命.对所得结果作出初步的分析讨论.     

(Al,Zr)共掺杂ZnO透明导电薄膜的结构以及光电性能研究

用射频磁控溅射法在玻璃衬底上氩气气氛中制备出(Al,Zr)共掺杂的ZnO透明导电薄膜,研究了不同Zr掺杂浓度和薄膜厚度ZnO薄膜的结构、电学和光学特性。结果表明,在最佳沉积条件下我们制备出了具有(002)单一择优取向的多晶六角纤锌矿结构,电阻率为2.2×10-2Ω.cm,且可见光段(320～800nm)平均透过率达到85%的ZnO透明导电薄膜。在150℃的条件下对(Al,Zr)共掺杂的ZnO薄膜进行1h的退火处理,薄膜电阻率降低至8.4×10-3Ω.cm。Zr杂质的掺入改善了薄膜的可见光透光性。     

聚酰亚胺保护高压整流元件的试验

本文将聚酰亚胺 (PI胶)用于高压整流元件的表面保护,做了大量试验.试验结果表明,PI胶具有温度特性好、结构致密、可靠性好等优点.最后讨论了采用PI胶工艺的可靠性问题.     

透明导电ZnO：Sn薄膜光学和电学性能的研究进展

纯ZnO电阻率高,电学性能不稳定,通过掺杂其他元素提高其光电性能,制备出高质量的ZnO薄膜是实现其应用的关键。文章从制备方法、掺杂浓度和退火等方面综述了Sn掺杂ZnO(ZnO:Sn)薄膜光电性能的研究进展,提出了降低ZnO:Sn薄膜电阻率和提高透光率的有效途径。     

Al掺杂ZnO薄膜的XPS谱及电学性质研究

采用直流反应磁控溅射法在玻璃基底上用Zn(99.99%)掺杂Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜。用X射线光电子能谱仪对退火处理后的薄膜进行了成分和元素的价态分析,并用Van der Pauw方法对样品的电学特性进行了测量。实验结果表明,Zn和Al元素都以氧化态的形式存在,O元素主要是以晶格氧和吸附氧的形式存在。AZO薄膜的电学性质受退火温度和氧氩比的影响较大。随着退火温度的升高,电阻率减小,载流子浓度和迁移率增大。随着氧氩比的增大,电阻率增大,迁移率减小。因此可得到用直流反应磁控溅射法制备AZO薄膜的最佳氧氩比和退火温度分别为0.3/27和400℃,在此条件下制备出的薄膜电阻率可低至10-4Ω.cm,载流子浓度可达1020cm-3。     

A1掺杂ZnO薄膜的XPS谱及电学性质研究

采用直流反应磁控溅射法在玻璃基底上用Zn(99.99%)掺杂Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜.用X射线光电子能谱仪对退火处理后的薄膜进行了成分和元素的价态分析,并用Van der Pauw方法对样品的电学特性进行了测量.实验结果表明,Zn和Al元素都以氧化态的形式存在,O元素主要是以晶格氧和吸附氧的形式存在.AZO薄膜的电学性质受退火温度和氧氩比的影响较大.随着退火温度的升高,电阻率减小,载流子浓度和迁移率增大.随着氧氩比的增大,电阻率增大,迁移率减小.因此可得到用直流反应磁控溅射法制备AZO薄膜的最佳氧氩比和退火温度分别为0.3/27和400 ℃,在此条件下制备出的薄膜电阻率可低至10-4 Ω·cm,载流子浓度可达1020 cm-3.     

用超声喷雾热分解法制备p型Zn1-xMgxO薄膜

利用超声喷雾热分解(USP)技术,采用N-Al共掺法,在eagle2000衬底上制备出了电学特性较好的p型Zn0.93Mg0.07O薄膜:电阻率为18.43Ω.cm、迁移率是0.362 cm2/(V.s)、载流子浓度为1.24×1018cm-3。系统分析了前驱溶液中Al掺杂量或Mg掺杂量变化时对p型Zn1-xMgxO薄膜电学特性和结构特性的影响。紫外可见光透射测试表明:Zn1-xMgxO薄膜在紫外-可见光范围内的透过率达到了80%。     

单晶硅中氢与辐照缺陷的相互作用

对NTD氢区熔单晶硅进行了不同温度下等时退火,采用Hall电学方法测量了电阻率、迁移率随退火温度的变化规律.利用红外吸收技术测量了单晶硅氢区熔退火前后及NTD氢区熔单晶硅不同退火温度下与氢、辐照缺陷有关的红外振动吸收峰变化,对辐照缺陷的退火行为进行了探讨.实验证实NTD氢区熔单晶硅在150～650℃范围内等时退火具有显著特点:在500℃下退火,出现电阻率极小值,即出现浓度很高的过量浅施主;P型向N型转变温度为400℃,迁移率恢复温度为500℃,载流子恢复温度为600℃,均明显低于NTD氩区熔单晶硅转型温度及迁移率和载流子恢复温度,这与氢积极参与辐照缺陷相互作用直接相关.