Zn在GaAs中的开管扩散

采用开管扩散在GaAs中扩散获得成功。比较了不同温度及不同的扩散条件下的扩散结深,扩散浓度的关系;并测量了不同扩散时间Zn的损耗量。采用红外光谱法分析了表面扩散浓度,并在实际的GaAs正面LED中得到了应用。     

InGaAs/InP材料的Zn扩散技术

使用MOCVD反应室进行了InGaAs和InP材料上的Zn扩散工艺条件研究.通过控制扩散温度、扩散源浓度和扩散时间三个主要工艺参数,研究了InGaAs/InP材料的扩散系数和扩散规律,获得了优化的扩散条件.试验表明,该扩散工艺符合原子扩散规律,扩散现象可以用填隙-替位模型解释.样品经过快速退火过程,获得了极高的空穴浓度.InP的空穴浓度达到7.7×1018/cm3,而InGaAs材料达到7×1019/cm3.在优化的扩散条件下,Zn扩散的深度和浓度精确可控,材料的均匀性好,工艺重复性好,能够应用于光电探测器或其他器件.     

用硼微晶玻璃片作NMOS电路的场区扩散源

在NMOS电路中,场区淡硼扩散决定了击穿电压和场开启电压.过去,我们一直采用粉末氮化硼(BN)经烧结后作为场区硼扩散源.由于这种扩散方法的均匀性和重复性受粉末氮化硼的均匀性及扩散时间、温度和气氛的影响很大,所以,均匀性和重复性都难以保证.同时,由于场区的淡硼扩散,所以,很难将扩散浓度控制在合适的范围,从而使场击穿电压、开启电压、漏电流往往不能满足要求,因而影响了电路成品率.采用氮化硼粉未作扩散源,装片量小,炉间重复性差,给场区氧化带来了一定的困难.针对这种情况,我们采用硼微晶玻璃作为场区扩散源,较好地解决了上述问题.     

影响高压阳极铝箔隧道孔极限长度的因素

研究了高压阳极铝箔在HCl-H2SO4腐蚀体系中,H2SO4/HCl浓度比、Al3+浓度、温度和电流密度对隧道孔长度和铝箔芯层厚度的影响规律。结果表明:提高H2SO4/HCl浓度比、Al3+浓度温度和电流密度,均可缩短隧道孔长度和增加芯层厚度。提出隧道孔的生长受Al3+在隧道孔中的扩散和铝箔表面扩散层中的扩散共同控制,可以对上述因素的影响规律做出更合理的解释。     

Cd在InP和InGaAsP中的低温扩散

本文着重研究了Cd在InP和InGaAsP中的低温(550～570℃)扩散。扩散源是由CdP:和Cd、P组成。采用这种方法对InP和InGaAsP进行Cd扩散,载流子浓度N≥10_(18)cm~(-3)。通过调整扩散源中的P量可以控制扩散深度。并能形成一个陡的扩散浅前沿(shallow front)。从实验上获得了结深X与扩散温度T(包括T_0)和扩散时间t的依赖关系;表面浓度Cs-1/T的关系;以及扩散层中的纵向载流子分布。另外,还讨论了温度梯度(TGI)对扩散深度X的影响以及扩散过程中出现的异常现家。     

由掺砷氧化物源向硅中扩砷的机理

以前,采用改变掺砷玻璃中含砷浓度的办法研究了掺砷氧化物作源的砷在硅和二氧化硅中的扩散特性。Ghezzo 和 Brown 发现,在氩气中扩散之后,自掺砷氧化物源扩散的薄层电阻随着掺杂氧化物玻璃中砷浓度的增加而减小,直到一个确定的浓度为止。高于掺砷氧化物的这一浓度,则薄层电阻随着掺杂氧化物中砷浓度的增加而增大。但是掺砷氧化物在氩气中扩散之后,偏离了薄层电阻随砷浓度而变化的关系,还没有得到解释。     

高带宽渐变折射率塑料光纤的折射率分布控制

渐变折射率塑料光纤（GI-POF）已被推荐作为实现高速信息传榆的传输媒质。日本Keio大学的科研人员采用共挤出法已成功地制造出一根GI-POF，共挤出法是一种能连续制造GI—POF的方法。尽管已经显示，采用这种方法制造的GI—POF，其折射率分布的形成机理是扩散系数取决于掺杂剂浓度的菲克扩散，但控制这种折射率分布的方法仍不得而知。旨在确定一种能控制采用共挤出法制造的GI—POF的折射率分布的方法。因此，他们研究了扩散系数对掺杂剂浓度依赖关系的物理机理。显然，这种依赖关系受到玻璃转变温度下降和熔体流速（MFR）非线性提高的影响。此外，通过采用其自主开发的程序模拟掺杂剂扩散，结果很明显，改变纤芯和包层材料的分子量（Mw）可以控制GI-POF的制造，使采用这种方’法制造的光纤具有最佳折射率分布。     

闭管扩散Zn对InP表面性质的影响

利用闭管扩散方法以Zn3P2为扩散源,在不同扩散温度和扩散时间下对非故意掺杂InP(100)晶片进行扩散.用电化学C-V法(ECV)和二次离子质谱法(SIMS)分别测出了空穴浓度和Zn的浓度随深度的分布曲线.结果表明扩散后InP表面空穴和Zn的浓度在扩散结附近突然下降,InP表面空穴浓度主要取决于扩散温度,扩散深度随着扩散时间的增长而变大,InP表面Zn浓度一般比空穴浓度高一个数量级.另外对扩散后的样品进行光致发光(PL)测试,表明在保证表面载流子浓度的同时,适当降低扩散温度和增加扩散时间能减小对InP表面性质的影响.     

闭管扩散Zn对InP表面性质的影响

利用闭管扩散方法以Zn3P2为扩散源,在不同扩散温度和扩散时间下对非故意掺杂InP(100)晶片进行扩散.用电化学C-V法(ECV)和二次离子质谱法(SIMS)分别测出了空穴浓度和Zn的浓度随深度的分布曲线.结果表明扩散后InP表面空穴和Zn的浓度在扩散结附近突然下降,InP表面空穴浓度主要取决于扩散温度,扩散深度随着扩散时间的增长而变大,InP表面Zn浓度一般比空穴浓度高一个数量级.另外对扩散后的样品进行光致发光(PL)测试,表明在保证表面载流子浓度的同时,适当降低扩散温度和增加扩散时间能减小对InP表面性质的影响.     

闭管扩散Zn对InP表面性质的影响

利用闭管扩散方法以Zn3P2为扩散源，在不同扩散温度和扩散时间下对非故意掺杂InP (100）晶片进行扩散. 用电化学C-V法（ECV）和二次离子质谱法(SIMS)分别测出了空穴浓度和Zn的浓度随深度的分布曲线. 结果表明扩散后InP表面空穴和Zn的浓度在扩散结附近突然下降，InP表面空穴浓度主要取决于扩散温度，扩散深度随着扩散时间的增长而变大，InP表面Zn浓度一般比空穴浓度高一个数量级. 另外对扩散后的样品进行光致发光（PL) 测试，表明在保证表面载流子浓度的同时，适当降低扩散温度和增加扩散时间能减小对InP表面性质的影响.     

通过InGaAsP外延层的InP深Zn扩散理论与实验研究

研究了Zn在InP、InGaAsP以及InGaAsP/InP中的扩散,扩散结深均与时间的平方根成正比.对于InGaAsP/InP单异质结,扩散结深还与InGaAsP覆盖层的厚度x_0有关.推导出其结深与扩散时间的函数关系为x_j/t~(1/2)=-x_0/(rt~(1/2))+I.     

退火温度下Hg在HgCdTe中的扩散机制

首先分析了Ｈｇ在ＨｇＣｄＴｅ晶格中所处的两种状态和Ｈｇ成ＨｇＣｄＴｅ外延层的扩散过程,然后提出了一种扩散模型,从理论上得到Ｈｇ在ＨｇＣｄＴｅ中的扩散深度与扩散时间的平方根成正比。对于在Ｈｇ饱和条件下退火后的ＨｇＣｄＴｅ,用逐层腐蚀法测量了Ｈｇ在其中的扩散与扩散时间的关系。实验表明其结果与理论模型较吻合。     

Selective area LPE growth and open tube diffusion in InGaAs/InP

Techniques are described in which selective chemical etching, localised LPE growth and localised diffusion in In_0.53Ga_0.47As and InP were carried out. Spun-on silica films were employed as masks in these processes and its performance was found to be comparable with pyrolytic or rf deposited films. Localised LPE growth of In_0.53Ga_0.47As and in-situ etching enabled well-controlled islands of In_0.53Ga_0.47As embedded in InP to be produced. Orientation dependent growth rates were also identified. An open-tube diffusion technique based on an LPE growth system has been successfully used for diffusion of Zn into InP and In_0.53 Ga_0.47As from Sn solutions. A strong variation of diffusion depth in InP with Zn concentration in Sn has been observed at low Zn concentrations but a constant depth is approached for Zn concentrations greater than ∼0.08 atomic fraction.     

垂直腔面发射激光器中氧化速率规律的研究

本文在不同条件下进行了选择性氧化实验,从中获得被氧化样品的微观结构图片和不同氧化深度处的各组分含量. 由于氧化速率主要受扩散控制的影响,因而本研究运用扩散动力学方法对实验结果进行分析. 所推导出氧化规律的数学拟合曲线与实验所得数据基本吻合,从而得出垂直腔面发射激光器氧化剂浓度随氧化深度的增加呈现指数衰减的规律.     

用固态杂质源在GaAs衬底上实现的连续波CO_2激光诱导Zn扩散

用含Ｚｎ的固态杂质源，在化合物半导体ＧａＡｓ基片上进行了连续波（ＣＷ）１０．６μｍ激光诱导扩散，做出了Ｐ－Ｎ结。分别利用扫描电子显微镜和二次离子质谱仪对扩散样品进行扩散区形貌分析和杂质分布研究，给出了结深ｘｊ、杂质浓度分布Ｃ（ｘ，ｔ，Ｔ）等性能参数和扩散时间ｔ、温度Ｔ等工艺参数之间的关系，获得了亚微米的扩散结结深及１０２０ｃｍ－３量级的表面掺杂浓度     

100 nm超浅结制作工艺研究

在对深亚微米技术的探索中,通过实践,得到了100 nm以下N型高掺杂浓度超浅结的工艺流程。介绍了采用低能量离子注入技术结合快速热退火技术制作超浅结的方法,并对需要考虑的沟道效应及瞬态增强扩散效应进行了机理分析。     

高浓度硼深扩散自停止腐蚀层硅片工艺研究

为制备用于硅溶片工艺的高浓度硼深扩散自停止腐蚀层硅片,对扩散掺杂工艺进行了研究。结合预淀积和再分布两种条件下扩散的特点,采用两步法工艺制备了高浓度硼深扩散硅片,研究了影响杂质浓度和扩散深度的再分布与预淀积时间比。扩散所得硅片的测试结果与理论计算相当吻合,当再分布与预淀积时间比为1.5倍时,扩散结深为21.7μm,自停止腐蚀层为14μm。     

Two-step rapid thermal diffusion of boron into silicon using a boron nitride solid diffusion source

A two-step rapid thermal diffusion process of boron into silicon using a boron nitride solid diffusion source is described. During the first step, HBO² glass is transferred onto the silicon wafer from the diffusion source by keeping the temperature of the silicon wafer at 750° C while the diffusion source is at about 900° C. Boron is, then, diffused into the silicon wafer from HBO² glass at 1000° C or 1100° C in N₂ during the second step. Extremely shallow junctions with junction depths of about 20 nanometers and sheet resistances of about 350 ohms/sq can be achieved with this method as well as relatively deep junctions with junction depths of about 175 nanometers and sheet re-sistances of about 55 ohms/sq. When the diffusion is performed at 1100° C, both the junction depth and electrically active boron concentration at the surface increase as the ambient gas is changed from N₂ to O₂ while the sheet resistance decreases. A boron rich layer which has high resistivity is not formed at the surface when the diffusion is performed at 1100° C in O₂ ambient. This work was supported by Ministry of Science and Technology, Korea     

InP/In_xGa_(1-x)As异质结构中Zn元素的扩散机制

采用闭管扩散方式实现了Zn元素在晶格匹配InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As及晶格失配InP/In_(0.82)Ga_(0.18)AS两种异质结构材料中的P型掺杂,利用二次离子质谱(SIMS)以及扫描电容显微技术(SCM)对Zn在两种材料中的扩散机制进行了研究.SIMS测试表明:Zn元素在晶格失配材料中的扩散速度远大于在晶格匹配材料中的扩散速度,而SCM测试表明:两种材料中的实际PN结深度与SIMS测得的Zn扩散深度之间存在一定的差值,这是由于扩散进入材料中的Zn元素并没有被完全激活,而晶格失配材料中Zn的激活效率相对更低,使得晶格失配材料中Zn元素扩散深度与PN结深度的差值更大.SCM法是一种新颖快捷的半导体结深测试法,对于半导体器件工艺研究具有重要的指导意义.     

A simple single-step diffusion and emitter etching process for high-efficiency gallium-antimonide thermophotovoltaic devices

A single-step diffusion followed by precise etching of the diffused layer has been developed to obtain a diffusion profile appropriate for high-efficiency GaSb thermophotovoltaic (TPV) cells. The junction depth was controlled through monitoring of light current-voltage (I–V) curves (photovoltaic response) during the post-diffusion emitter-etching process. The measured photoresponses (prior to device fabrication) have been correlated with the quantum efficiencies (QEs) and the open-circuit voltages in the fabricated devices. An optimum junction depth for obtaining the highest QE and open-circuit voltage is presented based on diffusion lengths (or minority carrier lifetimes), carrier mobility, and the typical diffused impurity profile in GaSb.