注氮工艺对SOI材料抗辐照性能的影响

分别采用一步和分步注入的工艺制备了氧氮共注形成SOI(SIMON)材料,并对退火后的材料进行了二次离子质谱(SIMS)分析,结果发现退火之后氮原子大多数聚集在SiO2/Si界面处.为了分析材料的抗辐照加固效果,分别在不同方法制作的SIMON材料上制作了nMOS场效应晶体管,并测试了晶体管辐射前后的转移特性.实验结果表明,注氮工艺对SOI材料的抗辐照性能有显著的影响.     

具有复合埋层的新型SIMON材料的制备

采用氮氧共注入方法制备了新型的 SIMON(separation by implanted oxygen and nitrogen) SOI材料 .采用不同的制备方法分别制作出样品并进行了结构测试和分析 ,发现 SIMON材料的结构和质量对注入条件和退火工艺非常敏感 .并对各种氮氧复合注入技术做了分析和比较 ,发现氮氧分次注入可以得到更好的结构和性能     

具有复合埋层的新型SIMON材料的制备

采用氮氧共注入方法制备了新型的SIMON(separation by implanted oxygen and nitrogen)SOI材料.采用不同的制备方法分别制作出样品并进行了结构测试和分析,发现SIMON材料的结构和质量对注入条件和退火工艺非常敏感.并对各种氮氧复合注入技术做了分析和比较,发现氮氧分次注入可以得到更好的结构和性能.     

利用能量过滤成像技术对注氮SOI的研究

本文报道了利用能量过滤成像技术对注氮SOI结构的研究。能量选择狭缝分别置于△E=16eV和△E=25eV,对应于Si和Si_3N_4的等离子能量损失的非弹性散射,电子显微照片可以给出更多的结构信息。顶层单晶硅和上氮化硅层之间的过渡层可以明显地划分成两个亚层:氮化硅亚层和硅亚层。从衬底的〈111〉衍射束成的暗场像看出硅亚层的晶粒取向与顶层单晶硅的取向是不同的,这说明硅亚层中的硅晶粒的形成与长大与顶层单晶硅的形成无关。     

注氮剂量对SOI材料埋氧中电荷密度的影响

为对SIMOX SOI材料进行抗总剂量辐照加固,可向材料的埋氧（BOX）层中注入一定剂量的氮元素。但是,研究发现,注氮埋层中的初始电荷密度皆为正值且密度较高,而且随着注氮剂量的增加而上升。注氮埋层中较高的正电荷密度可归因于氮在退火过程中在Si-BOX界面的积累。另外,与注氮埋层不同的是,注氟的埋层却显示出具有负的电荷密度。为得到埋层的电荷密度,测试用样品制成金属-埋氧-半导体(MBS)电容结构,用于进行高频C-V测量分析。     

Si离子注入对SIMOX SOI材料抗总剂量辐照性能的影响

为了提高SIMOX SOI材料抗总剂量辐照的能力,采用硅注入绝缘埋层后退火得到改性的SIMOX SOI材料.辐照前后,用pseudo-MOSFET方法测试样品的ID-VG特性曲线.结果表明,合适的硅离子注入工艺能有效提高材料抗总剂量辐照的能力.     

Si离子注入对SIMOX SOI材料抗总剂量辐照性能的影响

为了提高SIMOX SOI材料抗总剂量辐照的能力,采用硅注入绝缘埋层后退火得到改性的SIMOX SOI材料．辐照前后,用pseudo-MOSFET方法测试样品的ID-VG特性曲线．结果表明,合适的硅离子注入工艺能有效提高材料抗总剂量辐照的能力．     

注氧SOI层中位错的减少

在两次热处理之间,用150keV的能量,以4×10~(17)/cm~2的剂量(低于临界值)连续注入氧并进行退火,减少了绝缘体上硅层中的位错。退火在1250℃下进行了17小时。对这种硅片上生长的薄外延层进行腐蚀,获得了小于10~3/cm~2的位错密度,而采用超过临界剂量值的一次注入,其位错密度为10~9/cm~2。既然外延层中的位错是从注入硅层中的位错上生长起来的,因此我们预计,注入硅层顶部的位错将降低 六个数量级。在透射电子显微镜的断面和平面观测中,未见到线型位错,这就增强了这种预测的可靠性。     

大剂量氧离子注入形成SOI结构的研究

本文利用背散射分析技术、扩展电阻测量、高能电子衍射及超高压透射电镜研究了注氧后埋SiO_2层的形成过程以及顶部剩余硅的退火行为,通过沟道背散射分析技术与霍尔测量,给出了在不同退火条件下顶部剩余硅的单晶结晶度及霍尔迁移率.结果表明:150keV下注入1.8×10~(13)O~+/cm~(?),经1250℃2h退火后,表面剩余单晶硅厚度约为1600-1900A,埋SiO_2层厚度为3000-3500A.同时,采用高温注入对于埋SiO_2层性能的改善以及顶部剩余硅的单晶恢复均是非常必要的.     

总剂量加固对SOINMOS器件抗辐射特性的影响

采用埋层改性工艺对部分耗尽SOI NMOS器件进行总剂量加固,通过测试器件在辐射前后的电学性能研究加固对SOI NMOS器件抗辐射特性的影响。加固在埋氧层中引入电子陷阱,辐射前在正负背栅压扫描时,电子陷阱可以释放和俘获电子,导致背栅阈值电压产生漂移,漂移大小与引入电子陷阱的量有关。通过加固可以有效提高器件的抗总剂量辐射特性,电子陷阱的量对器件的抗辐射性能具有显著影响。     

注入条件对SIMOX材料的影响

利用ＲＢＳ和ＴＥＭ技术分析研究了不同注入剂量、注入方式（单重注入，多重注入）对ＳＩＭＯＸ材料各层结构的影响，特别着重研究了Ｓｉ／ＳｉＯ２界面过渡区受注入条件的影响。结果表明，在注入剂量相同的情况下，多重注入不仅能改善顶层单晶、ＳｉＯ２绝缘层的质量，而且能显著减小Ｓｉ／ＳｉＯ２界面过渡区宽度。     

氮离子注入对GaAs肖特基势垒性能影响的研究

本文利用离子注入方法,用不同剂量的氮离子对GaAs衬底进行注入实验。结果表明,氮注入明显地改善了Ti/n-GaAs肖特基势垒特性。     

离子注入氮化薄SiO_2栅介质的特性

研究了通过多晶硅栅注入氮离子氮化 10 nm薄栅 Si O2 的特性 .实验证明氮化后的薄 Si O2 栅具有明显的抗硼穿透能力 ,它在 FN应力下的氧化物陷阱电荷产生速率和正向 FN应力下的慢态产生速率比常规栅介质均有显著下降 ,氮化栅介质的击穿电荷 (Qbd)比常规栅介质提高了 2 0 % .栅介质性能改善的可能原因是由于离子注入工艺在栅 Si O2 中引进的 N+离子形成了更稳定的键所致     

中、低能离子注入中的剂量效应及模拟方法

在CMOS工艺超浅结形成过程中,中、低能离子注入的剂量效应直接影响杂质浓度的分布和超浅结的形成.文中基于实验数据对剂量效应对注入离子浓度分布曲线的影响进行了分析,这种影响随着注入粒子种类的改变而表现在不同的方面.同时运用分子动力学方法对剂量效应进行了模拟,模拟结果很好地符合了实验数据.     

高剂量Ge离子注入直接形成nc-Ge的研究

报道了分别采用剂量为1e1 6 ,1e1 7,5e 1 7和1e1 8cm- 2的高剂量Ge离子注入,不需退火即可在Si O2中直接形成Ge纳米晶的新现象.采用掠入射X射线衍射和激光喇曼谱等实验手段对样品进行了物相分析.结果表明,高剂量Ge离子注入可在SiO2 薄膜中直接形成Ge纳米晶(nc- Ge) ;非晶态Ge向晶态Ge发生相变的阈值剂量约为1e1 7cm- 2 ,离子注入直接形成的nc- Ge内部具有较大压应力,随着注入剂量的提高,nc- Ge的尺寸和含量均有提高.对纳米晶形成机理的研究认为,在Ge离子注入剂量达到阈值,此时膜中Ge非晶态团簇浓度达到饱和甚至过饱和,新入射的