退火对Ar~+激光再结晶多晶硅/二氧化硅界面性质的影响

本文对CW Ar~+激光再结晶SOI结构材料进行了氢等离子体退火和CW CO_2激光退少.结果表明,两种退火方法都可以明显地降低背界面的界面态陷阱密度.氢等离子体处理对晶粒间界引入的界面态退火效果更显著,而CO_2激光辐照对应力引入的界面态退火作用更明显.     

TiC/n型4H-SiC欧姆接触的低温退火研究

利用电子回旋共振(ECR)氢等离子体处理n型4H-SiC(0.5～1.5×1019cm-3)表面,采用溅射法制备碳化钛(TiC)电极,并在低温(<800℃)条件下退火。直线传输线模型(TLM)测试结果表明,TiC电极无需退火即可与SiC形成欧姆接触,采用ECR氢等离子体处理能明显降低比接触电阻,并在600℃退火时获得了最小的比接触电阻2.45×10-6Ω.cm2;当退火温度超过600℃时,欧姆接触性能开始退化,但是比接触电阻仍然低于未经氢等离子体处理的样品,说明ECR氢等离子体处理对防止高温欧姆接触性能劣化仍有明显的效果。利用X射线衍射(XRD)分析了不同退火温度下TiC/SiC界面的物相组成,揭示了电学特性与微观结构的关系。     

Si-SiO_2界面态对载流子的俘获性质及界面态密度随能量的分布

本文提出一个利用电容瞬态技术直接由俘获过程测量不同能量位置界面态俘获截面的新方法,并用它测量了n型Si-SiO_2界面态对电子的俘获率和俘获截面.结果表明界面态的电子俘获截面强烈地依赖于界面态的能量位置,即除了导带之下0.53到0.38cV能量区间之外,俘获截面随着能量向导带底方向变化几乎呈指数地衰减.本文还提出,在界面态的俘获截面与能量有关的情况下,将界面态发射载流子的DLTS 谱返原成界面态密度随能量分布的方法,并利用它分析了原子氢和分子氢对n型Si-SiO_2界面态的退火效果.     

电视机行输出管D7312C钝化工艺设计

本文叙述电视机行输出管D7312C在制造过程中.采用Si-SiO_2-PSG双层介质结构作为金属化前的钝化膜;Si-SiO_2-有机硅双层介质结构作为金属化后的钝化膜;GD406单组份室温硫化硅橡胶作为内涂料保护键压点和芯片表面;最后采用金属壳气密性封装的工艺设计.D7312C的可靠性指标获得了较为满意的结果.     

用卤元素钝化可动离子的机理探讨

文中从化学结构和官能团特性推出了卤元素Si-SiO_2系统中可动离子钝化的模型和氢离子存在状态,满意地解释了有关各种钝化现象。     

氢等离子体处理SiC表面技术的研究

对SiC表面进行传统湿法清洗之后,采用电子回旋共振(ECR)氢等离子体系统在200℃低温条件下对SiC表面进行了氢等离子体处理,对处理前后的SiC样品表面分别做了反射高能电子衍射(RHEED)分析和X射线光电子能谱(XPS)分析。通过RHEED分析发现,经过氢等离子体处理的SiC表面比传统湿法清洗的SiC表面平整度更高,而且实验发现氢等离子体处理SiC表面时间越长,SiC表面平整度越高。通过XPS分析发现,SiC表面氧的含量显著减少,C/C—H化合物被去除,从而显著提高了SiC的抗氧化能力。     

等离子体过程不稳定性和氢处理对HIT电池界面特性影响的研究

采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术制备薄膜硅/晶体硅异质结,通过测量沉积了本征非晶硅（a-Si:H(i)）后晶体硅（c-Si）的少子寿命以及结构为Ag/a-Si:H(p)/a-Si:H(i)/c-Si(n) /Ag 异质结的暗I-V特性,研究了等离子体初期瞬态过程和氢预处理对异质结界面性质的影响。结果表明：使用挡板且当挡板时间（tS）大于100秒时,可以有效地减少等离子体初期瞬态过程对界面性质的负面影响;与热丝化学气相沉积中氢原子处理有利于界面钝化不同,PECVD中的氢等离子体处理,由于氢原子的轰击特性,对钝化可能存在一定的不利影响;最优氢预处理时间为60秒。     

氮氢混合等离子体处理对SiC MOS电容可靠性的影响

研究了ECR(Electron cyclotron resonance)氮氢混合等离子体表面处理及氧化后退火处理工艺对SiC MOS电容可靠性的影响。通过I-V特性及经时击穿特性测试对处理后样品可靠性进行评价,结果表明经过ECR氮氢混合等离子体氧化后退火处理后,样品绝缘性、击穿电荷量及寿命等可靠性能均明显提高,再经过ECR氮氢混合等离子体表面处理后样品可靠性进一步提升,预计在3 MV/cm场强下平均寿命可达到10年左右。通过C-V特性测试及界面组成分析对改善样品可靠性的物理机理进行研究,发现ECR氮氢混合等离子体处理可以有效的降低界面态密度,其中氧化后退火处理很好地钝化了SiOxCy和碳团簇等界面缺陷,而表面处理使SiC表面平整化,有效降低表面态密度,抑制了界面态的产生,进而共同增强了SiC MOS电容的可靠性。     

温度循环对铝膜互连的影响

使Si-SiO_2台阶上的铝膜互连经受-55°至+150℃的1500次温度循环,并用扫描电子显微镜检验Si-SiO_2台阶附近的铝膜。观察了晶粒界面的滑移、细槽和条痕。观察表明,铝膜失效引起的失效机理与一些人观察的大多数样品是类似的。     

氢等离子体原位清洁硅衬底表面

本文研究了在用氢等离子体原位清洁硅片表面过程中,衬底温度,等离子体能量,处理时间及退火工艺对衬底表面清洁及晶格损伤的影响.实验结果表明,较高的衬底温度,较低的等离子能量有利于得到高度清洁、晶格损伤可恢复完整的硅表面.衬底温度为室温时的等离子体处理对硅表面会引入不可恢复的永久性损伤(缺陷);等离子体处理后的退火对于恢复晶格完整是极其必要的.完善的等离子体清洁处理之后,在1000℃下利用硅烷减压外延生长的外延层中,层错密度和位错密度分别小于50个/厘米~2和 1×10~3个/厘米~2.     

用逐层淀积法制备a—Si：H薄膜

本文用逐层淀积法制备了ａ－Ｓｉ：Ｈ薄膜，研究了生长速率、子层厚度及氢等离子体处理对薄膜性质的影响，结果指出：不同条件下的氢等离子体处理不仅可以使淀积的样品发生从非晶到微晶的相变，而且可以使费米能级的位置向上或者向下移动。在较低的淀积速率及较小的子层厚度下淀积，并配合以适度的氢等离子体处理，可以得到具有较高光电灵敏度及稳定性的ａ－Ｓｉ：Ｈ薄膜。     

用逐层淀积法制备a－Si∶H薄膜

本文用逐层淀积法制备了ａ－Ｓｉ：Ｈ薄膜，研究了生长速率、子层厚度及氢等离子体处理对薄膜性质的影响，结果指出：不同条件下的氢等离子体处理不仅可以使淀积的样品发生从非晶到微晶的相变，而且可以使费米能级的位置向上或者向下移动，在较低的淀积速率及较小的子层厚度下淀积，并配合以适度的氢等离子体处理，可以得到具有较高光电灵敏度及稳定性的ａ－Ｓｉ：Ｈ薄膜。     

用XPS研究~(60)Co对抗辐射加固和非加固Si-SiO_2的影响

对由抗辐射加固与非加固工艺生成的Si/SiO_2系统进行了~(60)Co辐照前后的界面结构分析。实验结果表明,这两类Si-SiO_2在硅的二氧化硅态和过渡态,氧的剩余氧态和负二价氧态的XPS谱上具有较大差异;其中非加固样品的XPS谱与辐照条件具有强烈的依赖关系,而加固样品的XPS谱随辐照条件的变化产生较小的变动。两类Si-SiO_2的XPS谱均显示出辐照剂量对样品的损伤作用大于辐照偏置电场。文中根据辐射在SiO_2-Si中产生电子-空穴对的观点,就实验现象进行了机制分析。     

半导体及其氧化物的氢等离子体腐蚀

用氢等离子体腐蚀了半导体材料(如:GaAs、GaSb、InP、Si等)及其氧化物和氮化硅的表面。采用光谱椭圆仪、俄歇波谱仪和扫描电子显微镜(SEM)等综合分析技术,研究了刻蚀速率、表面组分和形态。实验证明:氢等离子体对于SiO_2上的硅和GaAs上的GaAs氧化物的选择刻蚀速率分别为30和2左右。还表明,经氢等离子体腐蚀的(曝露在空气中)GaAs表面上Ga/As的浓度比近似等于GaAs空气解理面上的Ga/As的浓度比。对于GaSb也得到了类似的结果。氢等离子体腐蚀过的InP表面呈现出偏析现象,即富In的表面结构。椭圆仪和电子显微镜测量的结果表明:半导体及其氧化物的腐蚀速率与被蚀物质的种类有关,对不同种类的化合物,腐蚀速率有几个数量级的差别。实验还证明:扫描椭圆仪可以用于表面腐蚀过程的监控。讨论了使用氢等离子体对材料表面制备的一些优缺点及在刻蚀方面的应用。     

氢等离子体辅助铝诱导晶化非晶硅的研究

本文中提出了一种通过氢等离子体改进和加速铝诱导晶化的工艺方法。通过拉曼散射谱、SIMS测试晶化多晶硅,结果说明了氢等离子体的作用缩短了铝诱导晶化的时间。这项技术使退火时间由10小时缩短到4小时同时使霍尔迁移率从22.1 cm2/V增加到42.5 cm2/V。另外也对氢等离子体辅助铝诱导晶化的可能机理做了讨论。     

HgCdTe长波光电二极管列阵的等离子体修饰

报道了HgCdTe长波离子注入n+-on-p型光电二极管列阵低能氢等离子体修饰的研究成果.基于采用分子束外延(MBE)技术生长的HgCdTe/CdTe薄膜材料,通过注入窗口的光刻与选择性腐蚀、注入阻挡层的生长、形成光电二极管的B+注入、光电二极管列阵的低能氢等离子体修饰、金属化和铟柱列阵的制备等工艺,得到了氢等离子体修饰的n+-on-p型HgCdTe长波光电二极管列阵.从温度为78 K的电流与电压(I-V)和动态阻抗与电压(R-V)特性曲线中,发现经过低能氢等离子体修饰的HgCdTe红外长波光电二极管列阵动态阻抗极大值比未经过修饰处理的提高了1～2倍,并在反向偏压大于动态阻抗极大值所处的偏压时动态阻抗得到更为明显的提升.这表明低能氢等离子体修饰可以抑制HgCdTe光电二极管列阵暗电流中的带带直接隧穿电流Ibbt和缺陷辅助隧穿电流Itat,从而能提高长波红外焦平面探测器工作的动态范围和探测性能的均匀性.     

干法刻蚀和氢等离子体处理制备增强型p-GaN栅AlGaN/GaN HEMT特性

增强型p-GaN栅AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的栅与源漏之间的沟道特性对器件性能具有重要的影响.在同一晶圆衬底上,采用干法刻蚀和氢等离子体处理栅与源、漏之间的p-GaN,制备增强型p-GaN栅AlGaN/GaN HEMT.对器件静态、动态特性和栅极漏电特性进行研究,采用两种方法制备的器件均具有较高的击穿电压(＞850 V@10 μA/mm).通过氢等离子体处理制备的器件的方块电阻较大,导致输出电流密度较低,在动态特性和栅极漏电方面具有明显的优势,氢等离子体处理技术提高了界面态的缺陷激活能,从而实现了较低的栅极反向漏电.     

蓝宝石衬底的ECR等离子体清洗与氮化的RHEED研究

通过分析RHEED(反射高能电子衍射)图像研究了ECR(电子回旋共振)等离子体所产生的活性氢源和氮源对蓝宝石衬底的清洗与氮化作用,结果表明:在ECR氢等离子体中掺入少量的氮气可以明显提高蓝宝石衬底的清洗效果,从而获得平整而洁净的衬底表面;而采用ECR氮等离子体对经过氢氮混合等离子体清洗2 0 min后的蓝宝石衬底进行氮化,能观测到最清晰的氮化铝成核层的RHEED条纹,且生长的Ga N缓冲层质量是最好的     

纳米非晶碳膜表面氢吸附对其场致电子发射特性的影响

采用微波等离子体化学气相沉积系统在陶瓷衬底上制备了具有sp^2键价结构的纳米非晶碳膜。用Raman谱、XPS谱、SEM和XRD等手段分析了薄膜结构。样品经过多次场发射测试后I—U曲线趋于稳定，然后用氢等离子体处理使碳膜表面重新吸附氢。可以发现氢吸附后场发射电流增加，相应的F—N直线的斜率减小。根据F—N理论，F—N直线的斜率正比于Ф^（3/2）β，其中Ф是表面功函数，β是取决于形貌的场增强因子，由SEM观察可知氢吸附后样品的形貌没有变化，F—N直线的斜率减小意味着功函数的降低，即氢吸附可降低sp^2碳膜表面的功函数从而提高了场发射电流。为了验证以上推论，采用密度泛函理论计算了氢原子和氢离子吸附对sp^2碳表面功函数的影响。作为近似，用石墨（0001）面来代表sp^2非晶碳，计算了氢原子和氢离子在石墨（0001）表面不同的位置以1／2覆盖度化学吸附后石墨（0001）表面的真空能级、费米能级和表面功函数。计算结果显示氢原子和氢离子吸附后石墨（0001）表面的功函数可降低0．6和2．5eV左右。这和从实验中得到的结论基本一致。     

等离子体抛光硅的表面特性

良好的抛光表面,对改善硅器件性能起着重大作用,本工作特别研究了经过等离子体抛光(干式加工)后硅的表面特性。实验表明,经过等离体抛光后,硅的原始表面损伤密度可减至最少程度,只剩下个别特别深的伤痕。相应的电子衍射实验发现与这些机械损伤相联系的带点的衍射环,随着抛光的加深而逐渐减少,当抛光深度足够深并经过氧化后,表面的机械损伤可基本消除,相应的衍射花样则是典型的硅单晶的衍射图。 其次,等离子体抛光后的样品能改善由此所形成的Si-SiO_2系统的一些电学性质,发现: ①在此抛光面上热氧化生成的SiO_2薄层的耐压强度有所提高——对同一片子取样,最大击穿电场由没有抛光的约小于1×10~6v/cm提高到抛光后大于6×10~6V/cm。 ②由MOS电容测得表面储存时间Ts由毫秒数量级提高到大于10秒的数量级。 本工作还发现一个值得注意的现象,在这种射频辐射场中进行的干法抛光会在Si表面产生一定程度的“电损伤”,电子衍射花样表明这是一种表面结构损伤,随加工时间增长而增大,严重时可使表面几十至几百埃左右的一层晶格排列严重混乱,甚至变成接近多晶以至无定形状态。有趣的是,这种“电损伤”会对随后热氧化形成的Si-SiO_2系统特性带来直接影响,使其表面固定电荷Q_(ss)与界面态N_(ss)与不经抛光的样品比较,严重