用涂层扩散法在硅片上同时形成P~+P-NN~+结

制做硅整流管通常都是采用在硅片上经两次高温扩散分别渗入磷、硼杂质源,形成pn结和nn~+结。这种方法的缺陷是:高温扩散后的硅片会变脆,研磨时易造成碎片,而且多一次扩散,能源消耗加大,同时多一次清洗化学试量必然加大。经多次试验,改两次扩散为一次涂层扩散(下称一次扩散),在硅片表面上同时形成P~+P—NN~+结。     

电子元器件实用知识讲座(6)

<正> 第六讲 晶体二极管 晶体二极管是晶体管的主要种类之一,应用十分广泛。它是采用半导体晶体材料(如硅、锗、砷化镓等)制成的。晶体二极管(以下简称二极管)的种类很多,通常可按结构材料、制作工艺及功能用途进行分类,分类情况如图1所 一、二极管的基本结构、主要特性及命名规定 二极管的基本结构即PN结,其主要特性是单向导电。那么何为PN结?在硅、锗等纯净半导体材料中加入微量的某种杂质,就使纯净半导体变成了杂质半导体,杂质半导体可按加入的杂质分为N型半导体和P型半导体两种。加入杂质后会产生许多带负电电子的杂质半导体称为N型半导     

用扩散法向单晶硅中引入稀土元素Yb及其若干物理性质的研究

稀土元素Yb在1050℃扩散30分钟,已被引进硅中.它在P型硅中形成两个空穴陷阱Ev+0.38eV和 Ev+0.49cV,在N型硅中形成一个电子陷阱 Ec-0.33eV.它们的电激活浓度都在10~(13)cm~(-3)量级.     

硼扩散源及其在半导体器件中的应用

在半导体器件的制造工艺中,向硅衬底中掺以P型或N型杂质形成PN结的时候居多,但是,本文应用的是形成PN结最基本的方法——杂质热扩散法。通常,这种扩散工艺由淀积和推进扩散二个阶段组成。首先,在淀积工艺中,在硅表面形成浅的高浓度杂质扩散区域,紧接着在推进扩散工艺中使结向更深的硅衬底内部浸透,控制表面杂质浓度。可以说,这种杂质浓度的控制和结深的控制左右着器件的性能。进而,这种扩散的好坏受到淀积工艺相当大的影响。因此,本文在说明了淀积工艺中P型杂质硼源概况的同时,着重介绍一下最近Owens-Illinois公司研究的新硼扩散源“硼~(+TM)(以下TM略去)的特点。     

腐蚀挖槽和P,N型杂质一步掺杂制造晶闸管

本文介绍了腐蚀挖槽和硅中P、N型杂质一步扩散掺杂的晶闸管制造工艺,应用该技术提高了产品的性能/价格比。     

基于丝网印刷的N型硅基太阳能电池的研制

传统制备P型硅基太阳能电池的方法被应用到N型硅片上,成功制备出n+np+结构的N型硅基太阳能电池。在制备过程中利用补偿法形成np+背结,无需保护背面。最高效率为13.1%(Voc=0.58V,Jsc=31.2mA/cm2,FF=72.4%)。     

硼扩散源及其在半导体器件中的应用

在半导体器件工艺中,多数情况是在硅衬底中掺 p 型或者 n 型杂质形成 pn 结。而最基本的 pn 结形成方法,一般采用杂质的热扩散法。通常,这种扩散工艺是由预沉积和再扩散两步工序组成的。首先是预沉积工序,它是在硅表面形成浅的高浓度杂质扩散区,其次是再扩散工序,它是使结更深地向硅衬底内推进,控制表面杂质浓度。认为控制了这个杂质浓度和结深就确定了半导体器件的性能,这种说法也并不过分。而且还可以说,预沉积将大大影响扩散的好坏。因此,本文简要说明一下关于预沉积中 p 型杂质(硼)扩散源的情况。同时,介绍一下最近 Owens-Illinois 公司研究的新的硼扩散源“Boro+~(TM)”(以下省略 TM)的优点。     

一种新的基于E-SIMOX衬底的PSOI高压器件

首次提出了一种新的采用E-SIMOX技术的界面电荷岛结构的PSOI高压器件(NI PSOI)。该结构在SOI器件介质层上界面注入形成一系列等距的高浓度N+区。器件外加高压时,纵向电场所形成的反型电荷将被未耗尽N+区内高浓度的电离施主束缚在介质层上界面,同时在下界面积累感应电子。详细研究NI PSOI工作机理及相关结构参数对BV的影响,在0.375μm介质层、2μm顶层硅上仿真获得188 V高耐压,较常规结构提高54.1%,其中附加场EI和ES分别达到190 V/μm和13.7 V/μm。     

一种高辐射率的GaAs-AlGaAs双异质结侧面发光二极管

永川光电研究所去年研制成功了一种高辐射率的GaAs-AlGaAs双异质结侧面发光二极管,它采用了SiO_2掩蔽的条形电极结构。在掺硅的N型GaAs单晶的<100>面上相继外延生长出N型Al_xGa_(l-x)As,P型Al_yGa_(l-y)As,P型Al_xGa_(l-x)As和P型GaAs四层外延层,所构成的双异质结来实现对光和载流子的纵向限制;在P型面上进行闭管Zn扩散,然后溅射出厚为0.4μm的SiO_2层,光刻出宽度为60μm的电极引线条,这样来实现对光和载流子的横向限制。有源区掺硅的厚度为0.3μm左右。解理出的管芯的宽度对     

简讯

20千兆赫大功率砷化镓双漂移区IMPATT二极管日本日立公司中央研究室报导了大功频砷化镓双漂移区IMPATT二极管的研究结果。在一次加热过程中,在(100)晶向的掺硒衬底上用连续液相外延生长p~+,p和n型层,以形成p~+—p—n—n~+结构。n型层杂质为锡,p~+和P型层杂质为锗。n和p型外延层厚度小于2微米,其误差控制在0.25微米以内,表面平     

亚毫米波段硅p~ -p-n~ 型崩越二极管

以硅崩越二极管的高频化为目的,利用载流子扩散效应这一点,作出了有利的空穴漂移型二极管。二极管的杂质分布为p~ -p-n~ 型结构,它是在n~-硅上用离子注入及热扩散形成n~ 外延层。p~ -p-n~ 型结构在衬底的一面具有p-n结,比起从前的n~ -p-p~ 型来说,在高频段有减小特别成问题的串联电阻的优点。二极管减薄到5～10微米,减小了串联电阻。这种p~ -p-n~ 二极管观测到从70千兆赫到400千兆赫左右的带宽的连续振荡。具有代表性的特性是在187千兆赫下输出82毫瓦、效率2.5％和在285千兆赫下输出7.5毫瓦等。到现在为止得到的最高振荡频率为394千兆赫。     

用正面掺金减少表面“沟道漏电”

所谓表面“沟道漏电”,是指P型基区表面附近的氧化层中引入了带正电的离子,如Na~+离子之类,由于静电感应,在P型基区表面会感生出一层负电荷,形成N型沟道,造成沟道漏电。它的最大特征是单结特性蠕动;击穿电压降低。 天津半导体器件厂的同志们根据金在半导体中能起复合中心作用,也能起表面复合中心的作用,把金掺入硅中将硅表面沾污的带电离子“吃掉”。虽然道理还不太清楚,     

PN结直接合成法简介

当前,制造半导体器件的PN结主要有扩散法和外延生长法.扩散法是将硅片长时间地置于1000℃以上的高温下,让P型和N型杂质往硅片内扩散;而外延法则是让P型和N型的晶体层逐渐生长.有时,为提高器件的反压,需要加厚P型和N型层,若采用上述工艺,除花费时间长外,硅片长时间地裸露在高温下,势必产生杂质浓度不均匀和晶体质量下降等问题,因而限制着半导体器件向高反压、高速化的发展.日本东芝公司研究成功一种新的PN结直接合成法,能解决器件高反压和高速化的问题,而且可缩短工艺时间,过去需要3～10天才能形成的PN结,现在约要2小时就可以了.     

纳米硅异质结二极管

在 p型单晶硅衬底上沉积一层掺磷 N+ 型纳米硅薄膜 ,形成 nc- Si∶ H/ c- Si构成的 N+ / p异质结构。文中报道了它的独特性能 :其反向击穿电压可达 75V,反向漏电流仅 n A量级 ,反向开关时间为 1.5ns,可望应用于微波波段。由其 I- V及 C- V特性初步分析了结的性质及电输运机制。     

一种新型的扩散条型激光器

西德通用电气德律风根公司最近制作了一种新型的扩散条型半导体激光器——V 型槽激光器。器件结构如图1所示。与普通的双异质结激光器相比,V 型槽激光器在 P—GaAlAs 层上多一层 n—GaAIAs 层。顶层为 n—GaAs。各层均在(100)GaAs 衬底上用液相处延方法生长而成。然后在(100)面上沿一定方向腐蚀顶层而得 V 型槽。用 Zn 扩散就形成了通过顶层和 n 型 GaAIAs 层的 P 型电     

GSMBE生长SiGe/Si材料的原位掺杂控制技术

在特定温控下对掺杂气体分子的状态和活性进行控制 ,建立了一套具有自主知识产权的气源分子束外延工艺生长 Si Ge/Si材料的原位掺杂控制技术。采用该技术生长的 Si Ge/Si HBT外延材料 ,可将硼杂质较好地限制在 Si Ge合金基区内 ,并能有效地提高磷烷对 N型掺杂的浓度和外延硅层的生长速率 ,获得了理想 N、P型杂质分布的 Si Ge/Si HBT外延材料     

液相外延生长n~ -p结特性分析

一、引言Ⅲ-V族化合物半导体InSb早在60年代便作为一种有用的红外探测材料而被重视,并已制得高性能的3～5μm光伏和光导红外探测器。一般光伏探测器采用在n型基片上扩散P型杂质形成p-n结构。由于扩散容易引起损伤,且扩散层的厚度难以控制,因此工艺较复杂。另一种成结方法是在P型基片上外延生长n~ 层,这最早由O.V.Kosogeve等报导,但探测器的情况并未提及,后由宫尾亘等进行了较多的论述并制得台面式n~( -p)结光伏红外探测器,性能达到(φ2mm灵敏器件)零偏电阻100～200kΩ,D_λ=(5μM,1000,1)=0.5     

利用掺杂的多晶硅扩散源改进薄基区晶体管的工艺

以浓掺杂的多晶硅做为扩散源用在薄基区晶体管的砷扩散和磷扩散的一种新工艺已经发展起来。它包含用化学气相淀积方法淀积掺杂的多晶硅(掺杂的多晶硅以下称为DOPOS)和在氧化环境中的扩散过程。扩散过程中,在DOPOS表面上形成硅氧化膜,它阻止了杂质的外扩散并导致了杂质在DOPOS层中的凝聚。这样一来,通过1000℃的扩散可以在硅衬底中引起大约2×10~(20)原子/厘米~3的高表面浓度。背面散射分析表明在DOPOS和硅衬底的接触面上没有杂质积累;也就是说没观察到堆积现象。DOPOS工艺在重复性和器件大量生产方面是优越的,尤其作为砷发射极扩散方法更有效。由于在扩散过程以后在发射区上面保留了DOPOS,因此成功地防止了铝电极引起的发射极-基极短路。在单个晶体管情况下(As—DOPOS),f_T达5千兆赫;对电流型逻辑门电路的单片集成电路(P—DOPOS),t_(oa)在35毫瓦/门电路时达0.6毫微秒。     

一种具有辅助耗尽效应的BiCMOS NJFET

基于BiCMOS工艺,提出了一种N沟道结型场效应晶体管(NJFET)。该NJFET通过在MOS管的栅极与漏极之间的N阱层上注入P型杂质,形成P型底部埋层(P-BOT)层。利用P-BOT层的辅助耗尽效应来避免NJFET过早横向击穿,达到提高NJFET源-漏击穿电压的目的。采用Sentaurus TCAD软件对该BiCMOS NJFET的击穿电压进行仿真。结果表明,该NJFET的击穿电压达104 V,在相同N阱掺杂浓度下,比传统NJFET提高了57.6%。     

晶体二极管的单向导电性能

晶体二极管又称半导体二极管,在家用电器和其它电子设备中处处可见,初入门的电子爱好者要学好电子电路,就得先掌握晶体二极管的工作原理。一、PN结——晶体二极管的核心晶体二极管是由PN结加上相应的电极引线和管壳而制成的。在纯净半导体硅或锗中掺入微量其它元素(如磷或硼)就形成杂质半导体,杂质半导体是制造各种半导体器件的基础。杂质半导体分两类:一种叫N型半导体,另一种叫P型半