用溅射淀积法外延生长优质Cd_xHg_(1-x)Te薄膜

采用汞蒸汽等离子体阴极溅射技术,已同时在几种CdTe衬底上(总面积为20cm~2)外延生长了Cd_xHg_(1-x)Te薄膜。薄膜在加热到310℃的衬底上生成,其淀积速率为0.6μm.h(总厚度≤30μm)。采用不同的实验方法对薄膜的结晶学特性进行了分析,这些方法包括:反射X-射线形貌、衍射分布图的半值宽度(FWHM)测量、透射电子显微镜分析(TEM)和卢瑟福反向散射分析(RBS)。TEM法,摆动曲线和RBS的结果揭示出薄膜具有很高的结晶学质量(外延层内的位错密度接近10~4cm~(-2))。在4K和300K之间测量了Cd_xHg_(1-x)Te外延层的霍耳系数。衬底温度为285℃时淀积的外延层(镉的组分为0.23,厚度16μm),在77K测量的结果是:载流子浓度n大约为2.7×10.(16)cm~(-3);霍耳迁移率为64000cm~2·V~(-1·S~(-1)。当镉的组分为0,31时(外延层厚度为18μm),则得到n=1.6×10~(16)cm~(-3);霍耳迁移率为16000cm~2·V~(-1)·S~(-1)。淀积出来的外延膜在双温区炉子内的汞气氛中退火后,其电学性质得到改善。n型外延膜的电子迁移率提高到接近用非最佳退火参量得到的体材料的水平。     

用阴极溅射法淀积的原生Cd_xHg_(1-x)Te外延层的结构和电学性质

采用汞蒸汽等离子体阴极溅射法,在一些CdTe衬底上(总面积为20厘米~2)同时生长了碲镉汞外延层。外延层和衬底之间的过渡区很窄(约80毫微米),沿外延层表面(4厘米~2)的组分变化小于±0.01CdTe克分子分数。在4K到300K之间测量了CdHgTe外延层的霍耳系数。在77K测量,对于在300℃淀积的外延层(Cd组分为0.20克分子分数),得到的结果为:n大约等于5×10~(16)厘米~(-3);霍耳迁移率为12000厘米~2/伏·秒。对于在250℃淀积的外延层的结果为:p=1×10~(17)厘米~(-3);霍耳迁移率为55厘米~2/伏·秒。     

氘灯光致SiO_2薄膜化学汽相淀积

在无汞敏化的条件下,采用能发射高能光子的氘灯直接照射激活的方法,进行了在低温光—CVD生长SiO_2薄膜的尝试。业已证实,在衬底温度为84℃时薄膜已开始生长,但要获得高质量薄膜,衬底温度需高于170℃。在170℃左右薄膜的淀积速率约为100(?)/min。折射率为1.44～1.46。在衬底温度高于175℃时,用这种方法淀积的薄膜没有出现与红外吸收峰有关的Si—H键。在相同温度下用热—CVD法淀积的膜有红外吸收峰。     

CdTe和Cd_xHg_(1-x)Te的分子束外延

采用分子束外延生长法在取向为的CdTeB面衬底上生长CdTe和Cd_xHg_(1-x)Te(CMT),CdTe的外延温度在25℃和250℃之间,而CMT的外延温度则为120℃。这些厚度达10μm的外延层有较好的结晶性;在77K,载流子浓度很低。分子束外延生长的CMT在生长后经过退火处理,它原来较低的霍耳迁移率会得到提高。     

氮化硅薄膜的淀积方法

使半导体衬底的表面温度保持在550°至850℃,将由硅烷(SiH_4)、联氨(N_2H_4)和携带气体混合组成的反应气体作用在该加热表面,因而在半导体衬底表面淀积氮化硅膜的一种方法。本专利为此方法确定了以下条件,即:反应管内半导体衬底的温度;反应管内硅烷同联氨各自的浓度以及他们之间的比;从而工业上能在所述的衬底上淀积氮化硅薄膜。     

氧对多晶硅膜电特性的影响

研究常压淀积后4200A磷掺杂的多晶硅膜厚作为淀积速率的关系。利用电子微探针分析测定建立了淀积速率和多晶硅膜中氧含量之间的关系。从而说明淀积速率对膜的电特性和晶粒大小的影响。对于淀积速率低于400A/分的膜研究了氧含量大约是膜重量的1％,重量比约为1％的浓度的氧含量在高温过程中抑制晶粒生长,并且由于对膜性能的影响载流子浓度和(?)耳迁移率下降而使方块电阻增加。     

高电子迁移率InP/InP外延材料的MBE生长

采用固态磷源分子束外延技术在InP(100)衬底上生长了高质量的InP外延材料.实验结果表明InP/InP外延材料的电学性质与诸多生长参数密切相关.根据霍耳测量结果,对生长条件和实验参数进行了优化,在生长温度为370℃,磷裂解温度为850℃,生长速率为0.791μm/h和束流比为2.5的条件下,获得了厚度为2.35μm的InP/InP外延材料.在77K温度下,电子浓度为1.55×1015cm-3,电子迁移率达到4.57×104cm2/(V·s).     

低温下氮化硅膜的制备及特性的分析研究

本文阐述了等离子增强化学汽相淀积(PECVD)氮化硅膜的生长原理和方法;对于在不同衬底,如Si,特别是GaAs和金属膜上淀积氮化硅膜的各种影响因素进行了理论和实验分析;针对GaAs上淀积氮化硅膜的特殊现象提出了新的解释;推导出了SiN膜性能参数Si/N、折射率、Si-H键和N-H键密度等量之间关系的经验公式;研完了MNM电容上下电极对SiN性能的影响,指出用Ti-Pt-Au做下电极,Al做上电极可以提高电容耐压;确立了优化的条件,在较低温度(200～300℃)下生长出了氧含量极低、致密耐击穿电压高的优质SiN膜,该介质膜实用于半导体单片集成电路和高耐薄膜电容。     

光加热金属有机物化学气相淀积生长氮化镓

我们用光加热低压金属有机物化学气相淀积方法在α－Ａｌ２Ｏ３衬底上成功地外延生长出高质量的纤锌矿结构ＧａＮ．生长温度约９５０℃,比普通射频加热的ＬＰ－ＭＯＣＶＤ生长温度低１００℃．外延层（０００２）晶面Ｘ射线摇摆曲线半高宽（ＦＷＨＭ）为９．８′．光致发光谱（ＰＬ）有很强的带边发射,没有观察到“黄带”发射．范德堡法霍耳测量表明样品载流子浓度为１．７１×１０１８ｃｍ－３,霍耳迁移率为１２１．５ｃｍ２／（Ｖ·ｓ）．结果表明,光辐射有利于增加生长过程中ＮＨ３的分解,并有利于抑制寄生反应,从而降低生长温度,提高样品质     

用于平面型Gunn畴雪崩器件的SiO_2低温淀积技术

<正> 制作平面Gunn畴雪崩器件的材料是在掺Cr的高阻GaAs衬底上汽相外延一层n-GaAs,其电子浓度为1×10~(15)～1×10~(18)cm~(-3),厚度为6～15μm,迁移率为4000～7500cm~2/V·s。在这样的材料上生长SiO_2,常压下,当衬底温度大于630℃时,由于As的升华,使GaAs的晶体完整性受到损坏,而在较低温度下(如420～450℃)淀积时,SiO_2常出现破裂或脱落现象。 GaAs的热膨胀系数为5.9×10~(-6)℃~(-1),而SiO_2为0.4×10~(-6)℃~1,相差一个数量级以上;此外,SiO_2的应力,300K时为1～6×10~3N/cm。实验表明,在GaAs上淀积的SiO_2厚度超过5000(?)时便产生破裂。而P_2O_5在GaAs上淀积1500(?),却未观察到裂纹,因为P_2O_5的热     

CdTe和HgCdTe薄膜的有机金属汽相淀积

用有机金属试剂在〈111〉A衬底上生长了CdTe和HgCdTe外延膜。在370和410℃试验衬底温度下生长了镜面状CdTe膜。在400-410℃的衬底温度下取得了x≥0.15的镜面状Hg_(1-x)Cd_XTe膜。HgCdTe的生长率,Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te标定为Gμm/h。HgCdTe薄膜为n型,在液氮温度下测得Hg_(0.85)Cd_(0.15)Te的迁移率为140 OOOcm~2/Vs。CdTe-HgCdTe异质结处的相互扩散宽度标定为1μm。     

室温下用离子束辅助淀积法在衬底上镀制MgF_2膜

实验在真空度为2×10~(-4)Pa的普通扩散泵浦高真空室中淀积MgF_2膜。当离子源工作时,这真空度降到10~(-2)Pa(充了氩气)。膜淀积在热源上方40cm处的25×12mm石英玻璃和PMMA衬底上。Kaufman型离子枪在衬底下方30cm处,与衬底法线成30°角。加了负偏压的1cm~2的离子探针用陶瓷架同蒸发物流隔开。淀积速率和膜的厚度用石英晶体控制。膜均以5A/Sec的速率淀积。参考膜不用离子束辅助法制作:一组淀积在室温衬底上,另一组淀积在加热到300℃的衬底上。用离子束     

激光蒸发淀积的Hg_(0.7)Cd_(0.3)Te外延生长

用激光蒸发淀积在130℃于(111)A CdTe衬底上生长了n型Hg_0.7Cd_0.3Te外延层。在77K温度下迁移率和载流子浓度分别为4000～7OOOcm~2/Vs和0.7～3×10~16cm~-3。在410℃退火后薄膜可转为P型。已试制注入n~ /P光电二极管。     

二氧化硅膜的减压淀积

我们在一个减压CVD反应器中,于700～750℃下用四乙氧基硅烷(TEOS)分解法,在硅衬底上淀积出了二氧化硅膜。淀积速率为200～300埃/分。在能装载100片的淀积区,淀积膜厚的均匀性优于1％。台阶覆盖性良好,缺陷密度很低,膜的应力是压应力而且很小。膜的折射率,红外质谱和密度与常压淀积的二氧化硅膜相同。系统中添加磷化物使淀积速率增加,膜厚的均匀性变坏。因此,这种反应并不能适用于淀积集成电路所用的掺磷二氧化硅膜;然而,对非掺杂的二氧化硅膜淀积工艺来说,这种反应似乎是一个很好的工艺过程。     

PTCDA表面射频磁控溅射ITO薄膜的特性研究

将氧化铟锡(ITO)溅射淀积在PTCDA/玻璃衬底表面,利用原子力显微镜(AFM)、四探针和紫外可见分光光度计分别测量薄膜的表面形貌、电阻率和透光率.结果表明:衬底温度对ITO在PTCDA上的淀积有着与在其他衬底上淀积所不同的影响,提高衬底温度淀积ITO并没有提高薄膜的结晶度;溅射功率的提高有利于ITO电阻率的下降,但是功率过高会破坏ITO薄膜的特性:ITO膜厚度的增加导致其电阻率减小.     

低压化学汽相沉积多晶硅工艺

本文介绍我所自制低压化学汽相沉积设备生长多晶硅工艺情况。通过实验摸索及流水线试片表明,LPCVD反应器生长多晶硅具有成本低、产量大、薄膜均匀及洁静度高等优点。此外,不用携带气体,工艺简单。我们采用20％的氦气稀释的硅烷,系统压力在0.5乇到1乇下进行淀积,淀积温度为580℃～680℃之间,硅烷流量在200～225cc/分。生长的多晶硅膜厚度为2000～8000,其淀积速率为30～280/分。根据电子扫描显微镜对晶粒的研究表明,晶粒比常压生长的晶粒要小些;晶粒大小随淀积温度增加而增加;同时方块电阻也随淀积温度增加而下降;随膜厚增加方块电阻减小。     

CeO2高K栅介质薄膜的制备工艺及其电学性质

研究了CeO2作为高K(高介电常数)栅介质薄膜的制备工艺,深入分析了衬底温度、淀积速率、氧分压等工艺条件和利用N离子轰击氮化Si衬底表面工艺对CeO2薄膜的生长及其与Si界面结构特征的影响,利用脉冲激光淀积方法在Si(100)衬底生长了具有(100)和(111)取向的CeO2外延薄膜;研究了N离子轰击氮化Si衬底表面处理工艺对Pt/CeO2/Si结构电学性质的影响.研究结果显示,利用N离子轰击氮化Si表面/界面工艺不仅影响CeO2薄膜的生长结构,还可以改善CeO2与Si界面的电学性质.     

InSbCID焦平面器件中介质膜的制备和应用

本文介绍了等离子增强化学汽相淀积(简称PECVD)二氧化硅的生长原理.用硅烷(SiH_4)和二氧化碳(CO_2)通过射频电场产生辉光放电等离子体,以此增强化学反应降低淀积温度.在60～300℃下,SiH_4流量为0.5～2.0升/分,CO_2流量为0.2～1.5升/分,淀积压力为0.8～3.5托,射频功率为20～50瓦,极板间距为12～20.5毫米的条件下淀积二氧化硅膜.给出了射频功率、淀积压力、气体流量比等对淀积速率的影响以及红外光谱分析结果.其次,简述了PECVD二氧化硅钝化膜的性能及其在全单片锑化铟红外电荷注入器件(FMInSbIRCID)研制中的应用情况.     

用普通滑移舟LPE生长Hg_(1-x)Cd_xTe和退火对外延层性能的影响

在开管H_2气流系统中,利用普通滑移舟,在(111)A CdTe衬底上;液相外延生长出Hg_(1-x)Cd_xTe(0.17≤x≤0.3)外延层。用这种方法生长的x=0.2的外延层,空穴浓度在10~(17)—10~(18)厘米~(-3)范围,霍耳迁移率在100—500厘米~2/伏秒范围。外延层的表面似镜面一般,电子显微探针分析(EMPA)得到的外延层的数据表明:在外延层和衬底之间的界面处,有陡变的成份转变。也研究了在250—400℃温度范围内的Hg过压条件下,退火对生成层性能的影响。观测在400℃退火后界面附近组份的变化。与此相反,在250—300℃温度范围内退火,得到了性能良好的n型层,未出现明显的组份变化。同时论证了可以在(111)A CdTe衬底上连续生长Hg_(1-x),Cd_xTe/Hg_(1-y)Cd_yTe的双异质结构。     

含氢硬碳膜的射频等离子体淀积

本文介绍在电容耦合射频放电中用碳氢化合物、如CH_4、C_2H_4及C_6H_6来制备硬碳膜。这种硬碳膜呈电绝缘(电阻率为10~(12)Ωcm),透红外,很硬(克氏硬度为1400kp/mm~2),折射率为1.8～2.0,可淀积于玻璃、石英、硅、锗、SiC、GaAs、Gd_3Ga_5O_(12)上,淀积速率很高(1000/min)。锗衬底上的这种单层膜在10.6μm处的反射小于0.2％。