Si-SiO_2界面性质的研究Ⅰ——用准静态技术测量界面态的能量分布

本文简要地介绍了Si-SiO_2界面态的性质,较详细地讨论了准静态测量技术。在禁带中央,准静态技术的测量精度优于1×10~(10)ev~(-1)· cm~(-2)。用这种方法能测禁带中部大约0.6ev范围的界面态的能量分布。我们测量了不同氧化方法及退火处理的界面态分布。实验表明:高温H_2退火,磷处理及蒸发Al后在N_2中的合金均可降低界面态密度,增加反型时间。但H_2退火使界面净电荷密度增加。氧化后的界面态密度可作到低于5×10~(10)ev~(-1)·cm~(-2),而蒸Al合金后的界面态密度达到2×10~(10)ev~(-1)·cm~(-2)以下。     

微波退火对高k/金属栅中缺陷的修复

研究了微波退火(MWA)对高k/金属栅中缺陷的修复作用。在频率为1和100 kHz下,对所有Mo/HfO2/Si(100)金属-绝缘体-半导体(MIS)结构样品进行C-V特性测试。通过在频率为100 kHz下测量的C-V特性曲线提取出平带电压与电压滞回窗口,从而估算出高k/金属栅中固定电荷密度和电荷陷阱密度,并用Terman方法计算出快界面态密度。通过研究在频率为1 kHz下测量的C-V特性曲线扭结,定性描述高k/金属栅中的慢界面态密度。结果表明,微波退火后,固定电荷、电荷陷阱、快界面态和慢界面态得到一定程度的修复。此外,和快速热退火相比,在相似的热预算下,微波退火可修复高k/金属栅中更多的固定电荷、慢界面态和电荷陷阱。但对于快界面态的修复,微波退火没有明显的优势。     

Si,As双注入GaAs的RTA研究

本文研究了Si注入GaAs的快速退火(RTA)特性。得出930—950℃退火5s为最佳退火条件。测量结果表明,当注入剂量大于10~(13)cm~(-2)时,电子浓度呈饱和现象。为提高电子浓度本文提出Si,As双注入GaAs的方法,研究了(60—80)keV,(5—10)×10~(14)Si/cm~2+(150—180)keV,(5—30)×10~(14)As/cm~2注入并经RTA后的电特性。结果表明,双注入后样品中电子浓度有明显提高,对80keV,10~(15)Si/cm~2+150keV,3×10~(15)As/cm~2来说,电子浓度大于10~(19)cm~(-3)。TEM观察表明,双注入样品的剩余缺陷密度大大低于单注入的情况。本文并对双注入补偿机理进行了讨论。     

HgCdTe外延层注硼后的热脉冲退火

在液氮温度下对Hg_(0.64)Cd_(.36)Te外延层注~(11)B时(剂量为10~(15)cm~(-2),能量为250keV)所造成的晶体损伤成功地进行了退火。并用兆电子伏级的氦离子沟道和卢瑟福背散射(Rutherford backscattering)作了观察。退火是将样片用硅板盖上,在空气中用热脉冲方式来进行的(温度为260℃,时间是8秒)。二次离子质谱分析(SIMS)数据表明在退火时硼不会扩散,由电子束感应电流(EBIC)测出p—n结的结深为5.5μm,在这个外延层上制备的二极管的I—V曲线十分陡直,其反向击穿电压是12V,而在77K时的R_oA乘积≥10~7Ω·cm~2。     

离子注入InSb平面型线列探测器的研究

采用n型InSb体晶材料。77K下的载流子浓度(1～3)×10~(14)cm~(-3),迁移率>5×10~5cm/V·S,位错密度<100/cm~2,用普通的工艺进行磨、抛,然后光刻成平面型16元线列。光刻胶作掩蔽层,进行Be~+注入,注入能量50～200keV,剂量10~(13)～10~(15)cm~(-2),然后经一定的     

金属-二氧化硅-半导体(MOS)结构的电子辐照效应

金属.二氧化硅-半导体(MOS)结构对于SiO2-Si界面非常敏感,能够方便地反映出氧化层电荷、界面态密度等参数.为了研究MOS结构的电子辐照效应,采取了能量为0.8 MeV,辐照剂量范围为2×1013～1×1014cm-2屯的电子束作为辐照源.实验发现,MOS结构经电子辐照后,在SiO2-Si界面处引入界面态,并且在二氧化硅内部积累正电荷.通过对MOS结构在电子辐照前后高、低频C-V曲线的测试,测试出辐照在氧化层引入的界面态密度达到了1014cm-2eV-1,而积累的正电荷面密度达到了10-2cm-2.同时得到了界面态密度和积累电荷密度与辐照剂量的关系.     

氢离子注入对Si-SiO_2界面态密度的影响

采用离子注入技术,可使栅氧化层的界面态密度从一般的10~(10)cm~(-2).eV~(-1)左右降到1×10~9cm~(-2).eV~(-1)以下.通过对比实验,找到在具体实验条件下的最佳离子注入剂量、退火温度和退火时间.用扩散理论和化学反应平衡理论解释了实验结果.     

TCE浓度对热氧化制备6H-SiC MOS特性的影响

研究了新型SiCMOS电容的制备工艺。采用干O2+CHCCl3(TCE)热氧化方法生长6H-SiCMOS氧化层。研究了TCE浓度与SiC/SiO2界面态电荷密度和氧化层电荷密度和应力下平带电压漂移的关系,随着TCE浓度的增加,SiC/SiO2界面态电荷密度和氧化层电荷密度先减小后增大,应力下平带电压漂移减小,得出了最佳TCE:O2浓度比。     

注氟加固PMOSFET的电离辐射响应与时间退火效应

研究了注F加固PMOSFET的总剂量辐照响应特性和辐照后由氧化物电荷、界面态变化引起的阈电压漂移与时间、温度、偏置等退火条件的关系，发现一定退火条件下注F加固PMOSFET由于界面态密度、特别是氧化物电荷密度继续增加，使得电路在电高辐照后继续损伤，探讨了加速MOS器件电离辐照感生界面态生长的方法。     

氧离子和氮离子共注入硅形成SOI结构的俄歇能谱研究

本文中研究了O~+(200keV,1.8 ×10~(18)cm~(-2))和 N~+(180keV,4 ×10~(17)cm~(-2))共注入Si形成 SOI(Silicon on Insulator)结构的界面及埋层的微观结构.俄歇能谱(AES)和光电子能谱(XPS)的测量和研究结果表明:O~+和N~+共注入的SOI结构在经1200℃,2h退火后,O~+和N~+共注入所形成的绝缘埋层是由SiO_2相和不饱和氧化硅态组成;在氧化硅埋层的两侧形成氮氧化硅薄层;表面硅-埋层的界面和埋层-体硅的界面的化学结构无明显差异.这些结果与红外吸收和离子背散射谱的分析结果相一致.对这种SOI结构界面与埋层的形成特征进行了分析讨论。