As~+/N_2~+组合离子注入Si的损伤退火及杂质浓度分布

采用双晶X射线衍射仪测量了相同注入能量、不同注入剂量的As+ / N2 + 组合离子注入Si的衍射曲线,借助X射线衍射的运动学理论和离子注入的多层模型,对衍射曲线进行拟合,得到了晶格应变随注入深度的分布及辐射损伤分布.在5 0 0～90 0℃下进行等时热退火,对辐射损伤经退火的晶格恢复进行了研究.用L SS理论计算了同样注入条件下的杂质浓度分布,并对二者进行了比较分析     

N~+和N_2~+注入Si的力学和电学特性

本文用X射线衍射(XRD)的运动学理论和扩展电阻(SR)研究了N~+和N_2~+注入Si的力学和电学性质,给出了不同剂量的晶格应变随注入深度的分布以及在注入层中产生的点缺陷数量。用SR给出了不同剂量N~+和N_2~+注入Si的电阻率随深度的变化。二者比较,我们实验的各种剂量(1×10~(16)cm~(-2)除外)的电阻率大致相等,而产生的应变,后者是前者的1.3倍左右。     

GeSi／Si应变超晶格退火及离子注入研究

用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）研究退火及离子注入对分子束外延生长的ＧｅＳｉ／Ｓｉ应变超晶格性质的影响，观察到３个与位错有关的深中心和１个表层内的深中心，退火和离子注入都使得这些深中心的浓度增加数倍，说明ＧｅＳｉ／Ｓｉ应变超晶格不适应做过多的热处理．同时测定Ｐｄ＋注入在ＧｅＳｉ／Ｓｉ超晶格的杂质能级为ＥＣ＝０．２８ｅＶ，与体Ｓｉ中的Ｐｄ杂质能级一致．     

GaAs中Si~+注入的X射线双晶衍射研究

本文用X射线双晶衍射术,结合摇摆曲线的计算机模拟和电学测量,研究了 180keV Si+注入GaAs(100)样品及其退火过程中的结构变化.结果表明,注入态时Si原子基本上处在基体中的间隙位上,使点阵产生膨胀,在退火过程中逐渐进入替代位,但这一替代过程进行得并不彻底.当剂量高于 1×10~(13)cm~(-2)时,注入态就显著地产生了间隙Si原子进入替代位的过程.当剂量达到 1×10~(15)cm~(-2)时,经 800℃ 0.5 小时的炉退火仍然不能消除离子注入所引起的损伤和应变,大量Si原子留在间隙位上,使激活率难以提高.分析表明,空位和应力在Si原子从间隙位到替代位的过程中起了很大的作用,是GaAs中Si离子注入产生饱和现象的.主要原因.     

BF^＋2注入硅的损伤和退火

本文用椭圆偏振光谱法研究了低温（７７Ｋ）、中等能量（１４７ｋｅＶ）、剂量分别为３×１０１３及４×１０１３ｉｏｎｓ／ｃｍ２的ＢＦ２＋分子离子注人Ｓｉ的损伤及退火效应．根据样品椭圆偏振参数与Ｃ－Ｓｉ的比较确定退火后晶格恢复的程度．结果表明，椭偏测量是研究分子离子注入Ｓｉ的有用工具；ＢＦ注入硅样品的退火转变温度在５００℃以下；并获得在某些实验条件下的最佳退火温度和最佳退火时间。     

MBE[(AI_xGa_(1-x)As)_l(GaAs)_m_n/GaAs(001)超晶格结构参数的X射线双晶衍射测量研究

本文根据超晶格结构的台阶模型,利用X射线衍射的运动学模型,导出了超晶格的X射线衍射峰的相对光强比.利用X射线双晶衍射方法测定了MBE[(Al_xGa_(1-x)As)_1(GaAs)_m]./GaAs(001)一维超晶格的衍射迴摆曲线,除超晶格的主衍射峰外,还观察到一级和二级卫星峰.由这些衍射峰之间的角距离和相对光强比,计算出了超晶格的结构参数,其中包括周期D、垒宽L_B、量子阱宽度L_Z和Al含量x值.     

Si1-xGex/Si应变材料的生长及热稳定性研究

利用分子束外延（MBE）技术生长了Ge组份为0.1-0.46的Si1-xGex外延层。X射线衍射线测试表明，SiGe/Si异质结材料具有良好的结晶质量和陡峭界面，其它参数与可准确控制。通过X射线双晶衍射摆曲线方法，研究了经700℃、800℃和900℃退火后应变SiGe/Si异质结材料的热稳定性。结果表明，随着退火温度的提高，应变层垂直应变逐渐减小，并发生了应变弛豫，导致晶体质量退化；且Ge组分越小，Si1-xGex应变结构的热稳定性越好；室温下长时间存放的应变材料性能稳定。     

离子注入及退火对GaAs/Si晶体完整性影响的研究

本文用4.2MeV ~7Li离子卢瑟福背散射沟道技术研究了Si上外延GaAs膜在MeV Si离子注入及红外瞬态退火后的再生长过程。实验表明,离子注入可使GaAs外延膜内形成一无序网络,当注入剂量低于某一阈值时,850℃,15秒退火后,损伤区可完全再结晶,再结晶后的GaAs层的晶体质量特别在界面区有很大的改善;当剂量超过该阈值时,出现部分再结晶。激光Raman实验也表明,经过处理后的GaAs层Raman谱TO/LO声子的比率比原生长的样品有很大的降低。     

不同生长温度下Ge_（0．5）Si_（0．5）／Si应变层超晶格材料结构的X射线双晶衍射研究

本文通过Ｘ射线双晶衍射和双晶摇摆曲线的计算机模拟方法研究了在Ｓｉ（００１）上生长的Ｇｅ０．５Ｓｉ０．５／Ｓｉ应变层超晶格的结构及其完整性，结果表明：在３５０－５５０℃的低温生长条件下，可生长出较高质量的超晶棺材料，并且在３５０℃时质量最好．在这些样品的生长过程中界面上产生了不同程度的失配位错，并与生长温度有关．周期厚度有４％以内的波动，层与层之间有轻微的混元，观察到了超晶格卫星衍射峰的分裂现象，并进行了讨论．     

InP中的Be、P共注入及其退火特性研究

本文对InP中的Be单注入和Be、p共注入及其退火特性进行了比较.SIMS和电化学C-V测试结果表明:采用Be、P共注入可以抑制退火过程中的Be扩散再分布,提高载流子的激活率,改善Pn结的电特性.与单注入相比,共注入样品Be的激活率提高了近一倍.pn结的击穿电压提高,漏电流明显减小.文中对共注入改善退火特性的机理进行了讨论.     

高能铒离子注入硅单晶的辐射损伤及其退火行为

利用卢瑟福背散射及沟道技术研究了2MeV Er+以不同剂量注入硅(100)所引起的辐射损伤及其退火行为.采用多重散射模型计算了2MeV 1×1014/cm2注入硅(100)引起的损伤分布,并与TRIM96模拟得到的结果进行了比较.结果表明计算得到的损伤分布与TRIM96模拟的损伤分布完全符合;实验结果表明MeV Er+注入后硅样品的退火行为与注入剂量及退火温度紧密相关.随着退火温度的变化,注入剂量为5×1014/cm2及其以上的样品存在反常退火行为.     

高能铒离子注入硅单晶的辐射损伤及其退火行为

利用卢瑟福背散射及沟道技术研究了 2 Me V Er+ 以不同剂量注入硅 (10 0 )所引起的辐射损伤及其退火行为 .采用多重散射模型计算了 2 Me V 1e14/cm2 注入硅 (10 0 )引起的损伤分布 ,并与 TRIM96模拟得到的结果进行了比较 .结果表明计算得到的损伤分布与 TRIM96模拟的损伤分布完全符合 ;实验结果表明 Me V Er+ 注入后硅样品的退火行为与注入剂量及退火温度紧密相关 .随着退火温度的变化 ,注入剂量为 5e14/cm2 及其以上的样品存在反常退火行为     

Si~+/B~+双注入单晶硅的快速热退火

用四探针法、扩展电阻法、背散射沟道谱和二次离子质谱等测试分析手段研究了Ｓｉ＋ ／Ｂ＋ 双注入单晶硅的快速热退火行为。结果表明：Ｓｉ＋ 预非晶化注入能有效地抑制注入硼原子的沟道效应;快速热退火Ｓｉ＋ ／Ｂ＋ 注入样品,其注入损伤基本消除,残留二次缺陷少,硼原子电激活率高;优化与控制快速热退火条件和Ｓｉ＋ ／Ｂ＋ 注入参数,制备出了电学特性优良的浅ｐ＋ ｎ 结,其二极管反偏漏电流仅为１．９ ｎＡ·ｃｍ － ２（－ １．４Ｖ）。     

Effect of Cycle Annealing Parameters on Dislocation Density Reduction for HgCdTe on Si

In our previous study of ex situ thermal cycle annealing (TCA) of molecular beam epitaxy (MBE)-grown mercury cadmium telluride (HgCdTe) on CdTe/Si(211) composite substrates we showed consistent dislocation density reduction to ~1 × 10⁶ cm⁻². In this work, we have extended our study to understand the effects of TCA at lower temperatures and fewer cycles than studied previously. By examining TCA performed at the lower end of the temperature spectrum (as low as 385°C), we are able to show an exponential correlation between etch pit density (EPD) and temperature. Varying the number of cycles also shows a similar exponential correlation with EPD. These results suggest that these are the two major factors driving dislocation annihilation and/or coalescence. In this paper, we discuss the theoretical mechanism behind dislocation reduction, both at the surface and throughout the bulk of the HgCdTe layer.     

硅中注H~+的退火行为及智能剥离SOI新材料的微结构分析

将中等剂量的H+注入到硅单晶中，并结合硅片低温键合及后续热处理形成了智能剥离SOI新材料。用热波分析技术对注H+片的剥离现象进行了无损非接触检测研究。采用剖面透射电子显微镜与高分辨率透射电子显微镜等手段对这种SOI材料的微结构进行了分析。研究表明，智能剥离SOI是一种可通过较简单的工艺获得高质量SOI材料的新途径。     

不同退火氛围对TiN/HfO2/SiO2/Si结构电荷分布的影响

热退火技术是集成电路制造过程中用来改善材料性能的重要手段。系统分析了两种不同的退火条件(氨气氛围和氧气氛围)对TiN/HfO₂/SiO₂/Si结构中电荷分布的影响,给出了不同退火条件下SiO₂/Si和HfO₂/SiO₂界面的界面电荷密度、HfO₂的体电荷密度以及HfO₂/SiO₂界面的界面偶极子的数值。研究结果表明,在氨气和氧气氛围中退火会使HfO₂/SiO₂界面的界面电荷密度减小、界面偶极子增加,而SiO₂/Si界面的界面电荷密度几乎不受退火影响。最后研究了不同退火氛围对电容平带电压的影响,发现两种不同的退火条件都会导致TiN/HfO₂/SiO₂/Si电容结构平带电压的正向漂移,基于退火对其电荷分布的影响研究,此正向漂移主要来源于退火导致的HfO₂/SiO₂界面的界面偶极子的增加。     

硅中离子注入层退火后残留深能级缺陷的DLTS研究

本文将DLTS测试技术用于低剂量B~+注入MOS结构,并给出了计算方法.对通过920(?)SiO_2膜、注入剂量为5×10~(11)B~+ cm~(-2),经480℃、15分钟热处理的样品测到了E_T-E_V=0.19eV,E_T-E_V=0.26eV和E_T-E_V=0.33eV三个深能级;对于1×10~(12)B~+ cm~(-2)注入,经常规热退火(950℃、30分钟)和红外瞬态退火(辐照源温1150℃,40秒)后分别测到了深能级E_T-E_V=0.24eV和E_T-E_V=0.29eV;对引入这些深能级的残留缺陷进行了讨论.