砷化镓中的硒注入

研究了400千电子伏的硒离子以3×10~(12)～2×10~(15)/厘米~2的剂量注入掺铬的半绝缘GaAs衬底中,并在800～1000℃的温度之间退火时,注入层的载流子浓度和迁移率的分布与剂量和退火温度的关系。退火中用溅射的氮氧化铝和氮化硅薄膜作为保护注入表面的密封剂。当沿随机方向或沿{110}面方向注入时,其载流子分布均呈现出“深尾”。业已发现,当注入剂量超过1×10~(14)/厘米~2时,为得到较高的载流子浓度和迁移率,退火温度不得低于900℃。用氮氧化铝膜密封的样品与用Si_3N_4膜密封的相比,载流子浓度要高2到3倍,且迁移率也略微高一些。用氮氧化铝薄膜作密封剂时,得到的最大载流子浓度大约是4×10~(18)/厘米~2。     

快速热退火离子注入硅时的磷扩散

研究了快速热退火时离子注入硅中磷的扩散。我们依靠注入的剂量发现了两种截然不同的扩散行为。低剂量(1×10~(14)cm~(-2))P~+注入硅发现有一个剖面再分布,该再分布在900℃温度下退火10秒钟即可观察到,但在800～1150℃温度范围与温度无关。这个初给再分布比起通常的扩散系数数质所预计的要快得多。高剂量(2×10~(15)cm~(-2))P~+注入硅经短时(10秒)退火后掺杂剂分布的变宽现象与温度有密切关系,其实验分布与浓度增强扩散分布是一致的。     

半绝缘InP注硅的无包封退火

掺Fe半绝缘 InP材料室温下注入Si~+,在 650℃无包封退火15 min,辐射损伤已可消除;但是Si的充分电激活则需要较高的退火温度.无包封下即使在 750℃退火 30 min,样品表面貌相也未被破坏.用能量E=150keV注入Si~+、剂量φ为1× 10~(13)、5 × 10~(13)和1×10~(14)cm~(-2)的样品.在750℃无包封退火15min,最高载流子浓度n_s分别是8×10~(13)、3.9×10~(13)和 6.3 ×10~(13)cm~(-2),其中φ为 1×10~(13)cm~(-2)的样品,霍耳迁移率μ_n为 2100 cm~2/V·scc.     

瞬态退火注砷硅亚稳态浓度的后热处理特性研究

高剂量As注入Si的样品,经红外瞬态辐照退火能获得亚稳态载流子浓度(体浓度可高达6×10~(20)cm~(-3)),明显超过800℃时热平衡条件下As在Si中的固溶度值(1.9×10~(10~(20)cm~(-3)).红外瞬态退火后再进行不同温度(室温-800℃)的后热处理,发现在处理温度390℃以上时,激活的杂质浓度随着时间加长而显著下降.本文报道上述失活现象的实验研究结果(霍耳效应测试和阳极氧化剥层技术、TEM、RBS随机谱、沟道谱和沟道产额角分布等实验结果),通过对这些实验的综合分析,讨论了激活As原子的失活机理.     

掺磷低压化学汽相沉淀的硅薄膜

本文对于低压化学汽相沉淀方法沉积的多晶硅薄膜的电导性能进行了研究,并与大气压下沉积的薄膜的导电性能作了比较。低压薄膜在580℃和620℃下沉积成,然后用离子注入法掺入磷。在620℃下沉积的薄膜是多晶膜,而在580℃下沉积的薄膜最初是无定形膜,但经过热处理后,它就变成结晶膜。对于两种不同掺磷剂量的低压膜,研究了退火温度对电阻率的影响,发现电阻率随退火温度的升高而减小。580℃下沉淀的薄膜经退火后,它的电阻率总是比620℃下沉淀的薄膜的电阻率低,而且在退火温度较低的情况下,两者的差别最为显著。在第二组实验中,注入的磷量范围很宽,相当于平均掺杂浓度在2×10~(15)—2×10~(20)cm~(-3)之间。只有在浓度低于2×101~(15)cm~(-3)和高于2×10~(20)cm~(-3)的情况下,电阻率才是掺杂浓度的一个慢变化函数(Slowfunction);而浓度在2×10~(15)cm~(-3)和2×10~(20)cm~(-3)之间时,掺杂浓度稍有改变就会使电阻率发生很大的变化。如上所述,在580℃沉淀的薄膜,其电阻率总是最低,在掺杂浓度居于中间的情况下,这尤其显著。测量了霍尔迁移率,发现它在掺杂浓度近于6×10~(18)cm~(-3)时有一最大值,而且随掺杂浓度降低急速减小。可以预料,所观察到的霍尔迁移率的这种变化特性与薄膜是由含有大量载流子陷阱的晶粒间界环绕的微晶构成这一解释相一致。     

三氯化砷流速对外延生长砷化镓性质的影响

外延砷化镓的载流子浓度和迁移率随 AsCl_3—Ga—H_2流动系统中的三氯化砷流量而改变。业已用比较大的三氯化砷流量制成了高纯外延层。当三氯化砷流量分别为3.2×10~(-5)克分子/分和1.1×10~(-4)克分子/分时,可分别得到载流子浓度为2×10~(15)厘米~(-3)和2.5×10~(14)厘米~(-3)的外延层。在外延生长以前用砷饱和45克镓,生长参数是:镓温920℃;生长温度735℃;氢气流量250毫升/分。     

硅中硼离子注入层的卤钨灯辐照快速退火研究

本文研究了SiO_2掩蔽膜硼离子注入硅的卤钨灯辐照快速退火,测量了注入层表面薄层电阻与退火温度及退火时间的关系,得到了最佳的退火条件。对于采用920(?)SiO_2膜,25keV、1×10~(15)cm~(-2)的~(11)B离子注入样品,经不同时间卤钨灯辐照退火后,测量了注入层的载流子浓度分布,并与950℃、30分钟常规炉退火作了比较。结果表明,卤钨灯辐照快速退火具有电激活率高、注入杂质再分布小以及快速、实用等优点。     

分子束外延GaAs掺Se

利用Se电化学喷射炉产生的Se分子束,对分子束外延(MBE)GaAs掺杂,获得了载流子浓度为 10~(15)-10~(15)cm~(-3)的N型 GaAs. 载流子浓度 8.0 ×10~(15)-5.76 × 10~(15)cm~(-3)范围相应的室温迁移率为6350-5200cm~2/V·s.还研究了各种生长参数对载流子浓度的影响.对实验结果给予了定性的解释.     

As~+注入SOI的快速热退火研究

CW Ar~+激光再结晶的 SOI薄膜中注入能量为100keV,剂量为1×10~(13)-1×10~(16)cm~(-2)_的As~+,然后以高频感应的石墨加热器进行快速热退火.退火时As的表面损失可以用氮气保护加以抑制.用RBS、SIMS结合扩展电阻测试等技术研究了杂质在SOI材料中的扩散行为.在一定的退火条件下,原子浓度与载流子分布出现双峰,这是杂质在晶粒内部的慢扩散与沿晶粒边界的快扩散两种不同的扩散机制形成的.     

GaAs快速退火:激活率的均匀性及其与温度的关系

在2in和3in的SI-GaAs衬底上进行Si、Be、Mg等离子注入,用商用炉进行快速热退火,并用扫描微波光电导、C-V曲线及Hall测试等方法研究了注入层激活率的均匀性。结果表明:快速退火的衬底,其低剂量(3～4×10~(12)cm~(-2))的载流子寿命和迁移率以及高剂量(1×10~(-5)cm~(-2))的载流子浓度可以与热退火的相比或优于热退火的结果。用两种退火方法所得到的这些参数的均匀性没有明显的差别。还研究了两种退火方式对注入层中的损伤消除及载流子激活与温度的关系。对于施主注入,微波光电导技术给出的结果分别与背散射和电学测试所得的结果密切相关。     

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.     

硅中注铅的连续CO_2激光退火行为

在(111)Si中以 350 keV,1×10~(15)和 5×10~(15)/cm~2注入Pb并进行连续 CO_2激光退火.用背散射RBS和透射电子显微镜TEM研究退火前后的杂质分布和辐射损伤.实验表明,上述退火处理能消除以剂量1×10~(15)/cm~2注入形成的损伤,而当剂量为5×10~(15)/cm~2时,在超过溶解度的高杂质浓度区,外延生长受到阻挡.再生长终止以后,表面形成多晶结构,杂质沿晶粒边界向外扩散.     

红外透射光谱测量重掺杂化合物半导体裁流子浓度方法的研究

文报道了用红外透射光谱测量重掺杂化合物半导体n-GaAs和n-InP 载流子浓度的研究结果.给出了载流于浓度N和透射光谱截止波长λ_c的关系曲线,对应的经验公式为:对于 n-GaAs,N=1.09 × 10~(21)λ_c~(3.0623);n-InP,N=3.58 × 10~(20)λ_c~(-2.6689).本方法载流子浓度测量范围为 1.0×10~(17)≤N≤2.0 ×10~(19)cm~(-3),测量误差 ±10～15％.文中对测量条件进行了讨论,并给出了GaAs:Si样品载流子浓度径向分布的测量结果.     

真空退火的CdTe/Au掺杂HgCdTe界面状态的影响

对使用CdTe覆盖的HgCdTe材料在不同温度下进行了一系列的退火实验.研究发现,退火可以改善电子束蒸发CdTe的晶体状态,使CdTe和HgCdTe之间的界面状态得到改善.Au掺杂HgCdTe覆盖CdTe后,真空条件下退火,240℃和300℃对Au掺杂的浓度分布改变不大,Au掺杂的浓度几乎不变.但是,温度的不同会对汞空位的浓度产生显著的影响,因此退火温度不同会使载流子浓度明显不同.退火温度从240℃升高至300℃后,霍尔测试得到的载流子浓度从2×10~(16)cm~(-3)左右升高至5.5×1016cm~(-3)左右.     

用离子轰击和激光照射的方法使InSb从p型转换为n型

有三种方法能在p型锑化铟(InSb)上形成n~+层。这就是:(1)以能量为60keV、剂量为1×10~(15)Cm~(-2)的质子进行轰击;(2)以能量为100keV、剂量为2×10~(15)cm~(-2)的硅离子进行轰击;(3)Q开关钕—钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器照射。将晶片等时退火30分钟后研究了上述三种效应。(1)和(3)两者可以不经退火直接形成n~+层;而方法(2),开初产生p型层,经200℃以上的温度退火后才转换为n~+层。采用方法(2)和(3)得到的n~+层能够经受的退火温度达350℃;而用方法(1)得到的n~+层,当退火温度超过100℃时,又恢复为p型。采用方法(2)和(3)制备的台面型二极管,77K时,正向电流密度由J=1×10~(-3)exp(qV/1.7kT)A/cm~2确定;结电容与反向偏压之间的关系为C∝(V_D+|V|)~(-0.43)。其中扩散势V_D为0.2V。     

BF+2注入的多晶硅薄膜快速热退火后氟行为的研究

本文报道BF_2~+注入的多晶硅薄膜经快速热退火后的物理和电学性质。发现造成氟异常分布的原因是由于快速热退火过程中氟的外扩散以及在多晶硅/二氧化硅界面处的聚集。在注入剂量为1×10~(15)和5×10~(15)cm~(-2)的样品中,经快速热退火后可以观察到氟泡。     

半绝缘InP中Si~++P~+双注入的电学特性

研究了在200℃热靶条件下经Si~+单注入和S~++P~+双注入的半绝缘InP常规热退火和快速热退火后的电学特性。热退火后,双注入样品中的电学性能优于单注入样品。采用快速热退火后,双注入的效果更加显著。Si~+150keV,5×10~(14)cm~(-2)+P~+160keV,5×10~(14)cm~(-2)双注入样品经850℃、5秒快速效退火后,最高载流子浓度达2.6×10~(19)cm~(-3),平均迁移率为890cm~2/V·s。     

硅中离子注入层的红外瞬态退火及其浅结的制备

本文研究了硅中离子注入层的红外瞬态退火.对于注As~+和注B~+样品的测试表明,红外瞬态退火具有电激活率高、缺陷消除彻底和注入杂质再分布小等优点.对于注入剂量为1×10~(15)As~+cm~(-2)的样品和3.6×10~(14)B~+cm~(-2)的样品,经红外瞬态退火后电激活率分别达到了90%和95%.用红外瞬态退火样品制作的台面管的反向漏电流,在相同的测试条件下,只是常规热退火样品的一半左右.对于通过650(?)SiO_2膜,25keV、5×10~(14)cm~(-2)剂量的硼离子注入样品,经红外瞬态退火后得到了结深分0.20μm的浅结.     

用于GaAs贯穿注入和包封退火的AIN薄膜

用直流反应溅射淀积的AIN薄膜作包封介质对GaAs进行了贯穿注入和包封退火。用电化学C－V法测量了载流子的分布。实验结果与TRIM模拟结果符合得很好。用50nm的AIN包封进行贯穿注入和退火，得到了较小的标准偏差，较陡峭的载流子分布和较高的激活率。应用AIN包封层后，当注入能量180keV，注入剂量7．5×10~13cm~－2时，所得到的最高载流子浓度为1．84×10~18cm~－3，样品方块电阻为118Ω／□。     

快速热退火多晶硅薄膜压阻特性研究

本文首先系统的研究了用 LPCVD工艺在温度为 625℃、气相硼硅原子比分别为 1.6 × 10~(-3)和2.0×10~(-3)时淀积的、其后又分别经900℃、1050℃、1150℃ 10秒钟快速热退火(RTA)处理的多晶硅薄膜压阻特性.然后,基于上述结果,着重研究了气相硼硅原子比分别为 1.6×10~(-3)、2.0 × 10~(-3)、4.0 ×10~(-3)和5.0 × 10~(-3)时淀积,其后只经1150℃ 10秒钟快速热退火处理的多晶硅薄膜压阻特性.在上述淀积条件下,与900℃ 30分钟常规热退火(FA)相比较,得到了快速热退火的最佳条件.