硅外延层中的杂质

主掺杂质、固态外扩散杂质、气相自掺杂质、系统自掺杂质和金属杂质等五类杂质源是外延层中的常见杂质。主掺杂质决定外延层的电阻率。固态外扩散、气相自掺杂和系统自掺杂影响衬底界面附近的外延层杂质浓度的深度分布。金属杂质在外延层中对器件有害。本文系统地介绍了掺杂源的掺杂过程也给出了控制的方法。     

肖特基器件用重掺As衬底上外延层过渡区控制

掺As衬底外延片很大部分用于肖特基器件,器件对正向压降要求越来越高,因此对外延层参数之一的过渡区宽度提出了更高要求.讨论了影响过渡区的温度、生长速率、本征CAP层以及赶气等因素.通过一系列实验,找到了合理的生长条件,得到了完美的过渡区,解决了器件反向电压和正向压降之间的矛盾.在反向电压一致的条件下,正向压降平均降低了200 mV,产品整体成品率提高了两个百分点以上.研究结果已成功应用于大规模生产中.     

重掺砷衬底外延工艺研究

在重掺砷（As）衬底上生长外延层一直是外延工艺难点。外延工艺过程中由于衬底的掺杂浓度与外延层的掺杂浓度相差很大,自掺杂与固态外扩散现象严重,使得外延过渡区变宽,工艺很难控制。在确保外延层晶格结构完整、表面质量完美的前提下,适当增加外延生长速率、降低外延生长温度可减小自掺杂与固态外扩散的影响。结合多晶硅背封法、二步外延法等对工艺过程进行优化,可有效抑制自掺杂现象从而提高外延片的质量。     

外延用300mm重掺B Si衬底中热致微缺陷研究

研究了重掺B对300 mm直拉Si衬底中热致微缺陷的影响.通过800℃/4～16 h+1 100℃/16 h的低-高两步退火处理发现,与普通(CZ)Si片相比,重掺B(HBCZ)Si片体内生成了高密度的热致微缺陷--体微缺陷(BMDs);B浓度的不同对BMDs的形态也有重要影响,重掺B Si片中出现杆状层错,随着B浓度的增加,层错密度增加,尺寸减小.研究表明,重掺B对BMDs的促进作用主要归功于B原子促进了氧沉淀的异质形核并由于原子半径效应使得这些核心较容易长大,而晶体中初始氧含量不是重掺B促进氧沉淀的主要因素.     

重掺硅衬底材料中氧沉淀研究进展

对国内外在重掺硅中氧沉淀方面的研究做了综合阐述,对氧沉淀研究现状和存在问题进行了讨论,同时就热处理,掺杂剂对氧沉淀的影响做了浅析,使人们对重掺硅衬底中氧沉淀这一领域有更深的认识.     

重掺磷衬底上外延层生长工艺研究

重掺磷衬底上硅外延片是制作集成电路开关电源的肖特基二极管和场控高频电力电子器件的首选产品。重掺磷衬底外延片可以大幅降低压降中半导体部分引起的压降所占的比例。介绍了重掺磷外延片的一种实用生产技术,在高浓度衬底外延后失配现象、杂质外扩抑制方法、减少外延过程中衬底磷杂质的挥发等方面进行了研究。在研究的基础上使用CSD公司的EpiPro5000型外延设备进行工艺试验,采用盖帽层分层生长、变流量赶气和低温度生长等工艺条件控制磷杂质的扩散和挥发,从而减少自掺杂效应,获得良好的电阻率均匀性和陡峭的外延层过渡区。试验结果已成功应用于大规模生产,得到了用户认可。     

低电容TVS重掺硼衬底上N型高阻外延生长

低电容TVS广泛用于高频电路的电压瞬变和浪涌防护,它由低击穿电压的雪崩二极管与低电容的导引二极管组合而成,其中的低电容导引二极管需要在重掺杂的P型衬底上生长近似本征的超高电阻率的N型外延层,抑制重掺P型衬底的自掺杂效应是高阻N型外延生长的重要挑战。本文采用高温烘烤、低温周期性变速H2赶气等技术使得重掺B衬底的自掺杂效应得到抑制,并在外延工艺时采用N型外延覆盖层,最终实现了在重掺硼衬底上生长电阻率大于150Ωcm的N型高阻外延层,使得TVS产品8寸工厂量产。     

硅中磷杂质的SIMS定量检测

利用SIMS(二次离子质谱仪)测试了国产重掺砷硅单晶中的痕量杂质磷,通过样品前期处理和精密的仪器调试,使检测时间缩短,并使硅中磷的检测限达到5×10¹³ cm^-3。实验结果表明,样品的前期处理工艺会对检测结果产生影响。不同处理工艺得到的样品,在表面粗糙度方面产生区别。不同的表面粗糙度,影响到样品的测试时间和测试精度。同时,通过仪器调试,仪器的真空度达到1×10^-10 torr,使测试背底和检测限降低。     

100mm直径硅衬底上MOCVD外延生长无裂纹GaN

为实现在100 mm直径硅衬底上金属有机物化学气相外延(MOCVD)生长无裂纹GaN,系统研究了预铺铝时间参数对AlN成核质量的影响、不同厚度条件下AlN层对GaN生长的影响以及Al组分渐变的AlGaN缓冲层对GaN裂纹抑制的效果。实验结果表明,适当的预铺铝时间可以显著提高AlN成核层晶体质量,合理的AlN层厚度有助于上层GaN的生长,AlN与GaN之间AlGaN缓冲层的引入可以有效抑制GaN裂纹的产生。最后,采用高分辨率X射线衍射(HRXRD)测试了MOCVD外延生长的无裂纹GaN材料,得到AlN(002)面、GaN(002)面和GaN(102)面的衍射峰半峰宽(FWHM)分别为1 382,550和746 arcsec。     

VB-GaAs单晶中掺Si浓度的控制

低阻GaAs单晶的获得,一般是通过掺入掺杂剂Si来实现的。本文分析了VB-GaAs单晶的掺Si机理及作用,并在理论掺杂公式的基础上,通过实验和理论分析,确定了掺杂剂量的经验关系式。按此公式,在VB-GaAs单晶中得到了理想的掺Si浓度。     

掺铒光纤放大器相移特性的分析

本文通过计算掺铒光纤极化率的实部确定其相移特性，计算发现Ｅ３＋ｒ粒子跃迁所带来的附加相移是光纤固有相移的１０－６倍，大于其它非线性效应所产生的影响。根据其相移特性，我们还确定了它所引入的色散，结果发现这种附加色散随泵浦光功率的增加在１．５３μｍ到１．５９μｍ的波长范围内发生由正到负的变化     

重掺杂硅物理参数的低温特性分析

本文考虑了杂质重掺杂引起的禁带变窄效应，提出了新的电离率和有效多数载流子浓度的数学模型，并应用于由发射效率决定的硅双极晶体管电流增益的计算，所获得的计算结果与实验相符合，这为硅低温半导体器件的设计提出了理论基础。     

单片数字锁相环衬底噪声的SPICE模拟及分析

应用PSPICE及采用C语言自编的外部程序,对单片数字锁相环中衬底噪声耦合及衬底噪声对电路性能的影响进行了模拟和分析,有助于进一步理解衬底噪声以及衬底噪声对复杂的混合信号电路工作的影响。提出了实际应用中据此选择合适的衬底类型和相应的减小衬底噪声的方法。     

硅基氮化铝薄膜的AFM和XPS分析

在Si(111)基底上利用直流磁控溅射系统沉积氮化铝(AlN)薄膜,X-射线衍射分析薄膜结构和取向,原子力显微镜分析薄膜表面形貌,X-射线光电子能谱分析薄膜的元素化学价态和组分。结果表明,生长的AlN薄膜具有良好的(100)择优取向,其半峰宽为0.3°。薄膜表面粗糙度为0.23 nm,表面均方根粗糙度为0.30 nm,z轴方向最高突起约3.25 nm。薄膜表面组分为Al、N、O、C元素,其中C、O主要以物理吸附方式存在于薄膜表面,而Al、N元素的存在方式主要是Al—N化合物,深度剥蚀分析表明获得的AlN薄膜接近其化学计量比。     

国外GaN功率器件衬底材料和外延技术研发现状

GaN基功率器件的衬底和外延技术的发展对于器件性能的提升和成本的降低起着非常重要的作用.介绍了国外SiC基、Si基以及新型金刚石基GaN功率器件衬底材料和GaN外延技术的研发现状.重点讨论了大尺寸衬底技术(6英寸SiC衬底、8英寸Si衬底)、GaN HEMT与Si CMOS器件异质集成技术以及金刚石基GaN HEMT材料集成技术的研发进展.分析了GaN功率器件材料技术的发展趋势,认为更大尺寸更高质量衬底和外延材料制作、外延技术的改进、金刚石等新型衬底材料研发以及GaN基材料与Si材料的异质集成技术等将是未来研究的重点.     

Impurities in hydride gases part 1: Investigation of trace moisture in the liquid and vapor phase of ultra-pure ammonia by FTIR spectroscopy

Trace moisture in ammonia is a critical impurity in the growth of epitaxial nitride films. Because moisture is very soluble in the liquid phase of ammonia, moisture in the vapor phase increases dramatically with cylinder use, and is often far higher than the nominal purity specification. A reliable method was developed for sampling and analyzing trace moisture in both liquid-and vaporphase ammonia using FTIR. Analysis of liquid-phase ammonia gives a stable and representative moisture value whereas gas-phase moisture levels strongly depend on sampling time, flow rate, temperature, mixing, and extent of cylinder use. The variation of vapor-phase moisture is discussed in terms of a variable vaporization model with applications to high flow.     

彩色显像管制造中“黑点”的分析及对策

本文简要说明了在彩色显像管中“黑点”形成的原理,重点介绍了“黑点”的种类,特征以及判断的方法和对策     

Influence of the Silicon Substrate on Defect Formation in MCT Grown on II-VI Buffered Si Using a Combined Molecular Beam Epitaxy/Metal Organic Vapor Phase Epitaxy Technique

II-VI buffer layers grown by molecular beam epitaxy (MBE) onto silicon exhibit a uniform, slightly faceted surface morphology. However, a number of surface defects are apparent and these are amplified by the subsequent growth of mercury cadmium telluride (MCT) by metal organic vapor phase epitaxy. Some of these defects have been traced to polishing damage present within the silicon substrate. A range of analytical techniques, including x-ray topography, have been used to track the defects from the substrate through to the buffer layer and into the MCT. Defects of this type will cause dead elements in the infrared focal plane arrays and will be a major cause of low operabilities.