Si~+注入SOS中退火固相外延再生长改善结晶质量

本文研究Si~+室温深注入(150～160keV,1～3×10~15/cm~2)SOS中600+1050℃两步退火固相外延再生长改善SOS膜界面附近结晶质量和Si~+室温浅注入(85keV,3×10~(15)/cm~2)SOS中600+1050℃两步退火固相外延再生长改善SOS膜表面结晶质量的工艺.180keVH~+沟道效应—背散射测量表明,两步Si~+注入和两步退火团相外延再生长工艺能够有效地改善SOS膜结晶质量°表面归一化最小产额x_o、界面最小产额x_i 和退道率dx/dz分别减小到0.06、0.12和0.19/μm.     

SOS外延膜的光吸收研究

<正> SOS(蓝宝石上外延硅)膜是异质外延,由于点阵失配、外延后冷却时产生的热应力及自掺杂效应,外延膜的结晶质量及半导体性能对于衬底制备及外延工艺参数非常敏感.Druminski等根据SOS膜的光谱反射吸收测量,提出用一光吸收因子F_A来表征硅膜的结晶质量.F_A定义为     

用离子自注入改善SOS单晶膜质量的研究

用炉退火和快速红外退火对经过Si离子注入的厚度为0.3—0.54微米的蓝宝石上硅膜(SOS)进行固相外延,并用离子背散射沟道技术和剖面电子显微技术研究其晶体质量的改善.用俄歇能谱结合Ar~+溅射剥层测量硅-蓝宝石界面宽度以估计界面处Al扩散的影响.炉退火和快速红外退火均可使外延膜特别是靠近界面处的晶体质量得到改善,其缺陷密度大大低于原生长膜中的缺陷密度.红外退火后界面宽度略有增加,但炉退火使界面宽度有显著增加.     

含有低温AlN插入层的厚膜GaN的氢化物气相外延生长

研究了采用低温氮化铝(LT-AlN)插入层的厚膜GaN的氢化物气相外延生长(HVPE),并比较了7nm厚的LT-AlN插入层在经过不同退火时间后对GaN膜生长的影响.结果表明,退火后的LT-AlN插入层表面形貌发生很大变化.在一定的退火条件下,AlN插入层能有效地改善HVPE生长的GaN外延层的结晶质量.     

含有低温AlN插入层的厚膜GaN的氢化物气相外延生长

研究了采用低温氮化铝(LT-AlN)插入层的厚膜GaN的氢化物气相外延生长(HVPE),并比较了7nm厚的LT-AlN插入层在经过不同退火时间后对GaN膜生长的影响.结果表明,退火后的LT-AlN插入层表面形貌发生很大变化.在一定的退火条件下,AlN插入层能有效地改善HVPE生长的GaN外延层的结晶质量.     

薄层SOS薄膜材料外延生长及其器件应用

亚微米CMOS/SOS器件发展对高质量的100-200纳米厚度的薄层SOS薄膜提出了更高的要求.实验证实;采用CVD方法生长的原生SOS薄膜的晶体质量可以通过固相外延工艺得到明显改进.该工艺包括:硅离子自注入和热退火.X射线双晶衍射和器件电学测量表明:多晶化的SOS薄膜固相外延生长导致硅外延层晶体质量改进和载流子迁移率提高.固相外延改进的薄层SOS薄膜材料能够应用于先进的CMOS电路.     

热处理对磁控溅射法制备p-ITO(40 nm)薄膜特性的影响

为改善在实际生产中,p-ITO在膜厚较薄时所表现出的多种不良,如退火后膜质存在花斑不良、膜层易被刻蚀液腐蚀等,进行退火对p-ITO薄膜特性影响的研究。本实验利用磁控溅射法在玻璃基板上制备出40nm厚度的p-ITO膜,并在氮气环境中对膜层进行不同温度和时间的退火处理。分别采用XRD、AFM和SEM对p-ITO的结晶度和微观结构进行表征,并使用四探针(4-point probe,4P)和自动光学测试设备分别测试其方块电阻和光透射率。测试结果表明:pITO结晶温度相对于α-ITO存在严重滞后性;α-ITO(40nm)230℃已结晶充分,而p-ITO在230℃才开始结晶;p-ITO在230～250℃时结晶程度及均一性较差,导致多种特性的不稳定,比如膜质花斑状颜色差异(花斑不良),方块电阻、膜层厚度均一性差,膜层易受腐蚀等;退火温度提高到260～270℃时结晶基本完全,对薄膜的各种特性改善效果显著,如方块电阻降低、光透射率增加、花斑和腐蚀改善等。测试数据还反映出玻璃中部位置相对于边缘位置结晶程度差,可能原因为退火设备实际生产时玻璃中间位置热风阻力较边缘位置大,受热不充分导致。适当提高退火温度和时间,对pITO实际生产中遇到的多种不良有显著改善效果。     

薄层SOS薄膜材料外延生长及其器件应用

亚微米 CMOS/ SOS器件发展对高质量的 1 0 0 - 2 0 0纳米厚度的薄层 SOS薄膜提出了更高的要求 .实验证实 :采用 CVD方法生长的原生 SOS薄膜的晶体质量可以通过固相外延工艺得到明显改进 .该工艺包括 :硅离子自注入和热退火 .X射线双晶衍射和器件电学测量表明 :多晶化的 SOS薄膜固相外延生长导致硅外延层晶体质量改进和载流子迁移率提高 .固相外延改进的薄层 SOS薄膜材料能够应用于先进的 CMOS电路 .     

等离子体工艺参数对非晶硅氢合金中氢的键合性质的影响及氢的释放机理

研究了等离子体工艺参数对射频辉光放电沉积的a-Si:H膜中氢的键合状态的影响及氢在退火时的释放机理。结果表明:可以通过不同的制备条件(特別是等离子体压力)控制a-Si:H膜中氢的键合状态。提出了以空间氢聚团模型解释在a-Si:H膜的退火过程中氢的释放机理。     

分层溅射法制备晶向可控的Mg2Si薄膜

采用分层溅射法在石英衬底上制备了结晶良好的Mg2Si多晶薄膜.当Si膜的溅射时间均为25min、Mg膜的溅射时间为18～22 min、退火温度为375℃时,随着膜厚增加,Mg2Si薄膜的织构由(311)向(220)转变;退火温度为400℃时,薄膜的最强衍射峰均为Mg2Si(220).所有样品均在256 cm1附近出现了...     

氢气退火对大直径直拉硅单晶中空洞型缺陷的影响

研究了氢退火对大直径直拉硅单晶中空洞型缺陷(voids)的影响.样品在1050～1200℃范围进行氢退火,退火前后样品上的流水花样缺陷(FPD)和晶体原生粒子(COP)在腐蚀后分别用微分干涉光学显微镜和激光记数器进行观察.实验结果表明在氢退火以后,FPD缺陷的密度随温度升高不变,而样品上的COP密度大量减少.分析可知,氢气退火仅仅消除了硅片表面的voids,而对于硅片体内的voids不产生影响,并在实验的基础上,讨论了氢退火消除voids的机理.     

InN薄膜的退火特性

对InN薄膜在氨气氛下的高温退火行为进行了研究.利用XRD,SEM和XPS对样品进行了分析.结果表明,InN薄膜的结晶质量和表面形貌并不随退火温度单调变化.由于高温退火时N原子的挥发,剩下的In原子在样品表面聚集形成In颗粒.当退火温度高于425℃时,In原子的脱吸附作用增加,从而导致样品表面的In颗粒在退火温度高于425℃时逐渐减少.XRD和SEM结果表明In颗粒密度最高的样品具有最差的结晶质量.这种现象可能是由于In颗粒隔离了其下面的InN与退火气氛的接触,同时,金属In和InN结构上的差异也可能在InN中导致了高密度的结构缺陷,从而降低了InN薄膜的结晶质量.     

PLD方法在CVD金刚石膜上生长ZnO薄膜及其特性研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在(110)和(100)织构金刚石膜上成功制备出高度c-轴取向的ZnO薄膜,然后在纯氮气氛条件下对ZnO薄膜进行退火处理.作为比较,也在(100)Si上生长的ZnO薄膜进行了相同的处理.通过测量X射线衍射(XRD)谱和光致发光(PL)谱,研究了不同衬底性质和退火对薄膜结构和发光特性的影响.实验结果表明,在(100)织构金刚石上的ZnO膜具有最好的结晶质量,其半高宽只有0.2°.退火之后近紫外发光峰明显减弱的同时,绿色发光峰得到增强.这里归结为氮气退火后氧空位的增加,这点从退火后的XPS谱中可以得到进一步的确认.     

氢气退火对大直径直拉硅单晶中空洞型缺陷的影响

研究了氢退火对大直径直拉硅单晶中空洞型缺陷(voids)的影响.样品在1050～1200℃范围进行氢退火,退火前后样品上的流水花样缺陷(FPD)和晶体原生粒子(COP)在腐蚀后分别用微分干涉光学显微镜和激光记数器进行观察.实验结果表明在氢退火以后,FPD缺陷的密度随温度升高不变,而样品上的COP密度大量减少.分析可知,氢气退火仅仅消除了硅片表面的voids,而对于硅片体内的voids不产生影响,并在实验的基础上,讨论了氢退火消除voids的机理.     

InN薄膜的退火特性

对InN薄膜在氨气氛下的高温退火行为进行了研究.利用XRD,SEM和XPS对样品进行了分析.结果表明,InN薄膜的结晶质量和表面形貌并不随退火温度单调变化.由于高温退火时N原子的挥发,剩下的In原子在样品表面聚集形成In颗粒.当退火温度高于425℃时,In原子的脱吸附作用增加,从而导致样品表面的In颗粒在退火温度高于425℃时逐渐减少.XRD和SEM结果表明In颗粒密度最高的样品具有最差的结晶质量.这种现象可能是由于In颗粒隔离了其下面的InN与退火气氛的接触,同时,金属In和InN结构上的差异也可能在InN中导致了高密度的结构缺陷,从而降低了InN薄膜的结晶质量.     

单晶硅中氢与辐照缺陷的相互作用

对NTD氢区熔单晶硅进行了不同温度下等时退火,采用Hall电学方法测量了电阻率、迁移率随退火温度的变化规律.利用红外吸收技术测量了单晶硅氢区熔退火前后及NTD氢区熔单晶硅不同退火温度下与氢、辐照缺陷有关的红外振动吸收峰变化,对辐照缺陷的退火行为进行了探讨.实验证实NTD氢区熔单晶硅在150～650℃范围内等时退火具有显著特点:在500℃下退火,出现电阻率极小值,即出现浓度很高的过量浅施主;P型向N型转变温度为400℃,迁移率恢复温度为500℃,载流子恢复温度为600℃,均明显低于NTD氩区熔单晶硅转型温度及迁移率和载流子恢复温度,这与氢积极参与辐照缺陷相互作用直接相关.     

单晶硅中氢与辐照缺陷的相互作用

对NTD氢区熔单晶硅进行了不同温度下等时退火,采用Hall电学方法测量了电阻率、迁移率随退火温度的变化规律.利用红外吸收技术测量了单晶硅氢区熔退火前后及NTD氢区熔单晶硅不同退火温度下与氢、辐照缺陷有关的红外振动吸收峰变化,对辐照缺陷的退火行为进行了探讨.实验证实NTD氢区熔单晶硅在150～650℃范围内等时退火具有显著特点:在500℃下退火,出现电阻率极小值,即出现浓度很高的过量浅施主;P型向N型转变温度为400℃,迁移率恢复温度为500℃,载流子恢复温度为600℃,均明显低于NTD氩区熔单晶硅转型温度及迁移率和载流子恢复温度,这与氢积极参与辐照缺陷相互作用直接相关.     

氢气退火对大直径直拉硅单晶中空洞型缺陷的影响

研究了氢退火对大直径直拉硅单晶中空洞型缺陷 (voids)的影响 .样品在 10 5 0～ 12 0 0℃范围进行氢退火 ,退火前后样品上的流水花样缺陷 (FPD)和晶体原生粒子 (COP)在腐蚀后分别用微分干涉光学显微镜和激光记数器进行观察 .实验结果表明在氢退火以后 ,FPD缺陷的密度随温度升高不变 ,而样品上的 COP密度大量减少 .分析可知 ,氢气退火仅仅消除了硅片表面的 voids,而对于硅片体内的 voids不产生影响 ,并在实验的基础上 ,讨论了氢退火消除 voids的机理 .     

硅基LiNbO3薄膜的工艺研究及其性能分析

利用射频磁控溅射法在硅衬底上生长c轴取向LiNbO3薄膜.研究了生成高质量薄膜的实验条件和快速退火处理对薄膜结晶质量的影响.发现以600℃衬底温度制备薄膜并以650℃进行快速退火时获得了具有优异结晶质量的LiNbO3薄膜.采用扫描电镜分别对薄膜的表面、截面进行了分析.结果表明,薄膜表面光滑,晶粒均匀致密.     

其它器件

N2000-06575 0012589电子情报通信学会技术研究报告:超声波 US99-21～29(信学技报,Vol.99,No.167)[汇,日]/日本电子情报通信学会.—1999.07.—52P.(L)本文集为压电器件与材料、强介质材料专辑,收录的9篇论文主要涉及:卫星通信接收光传感器用积层型聚合物光波导的制作,水平面单分子膜的同时测量,LB 膜与铝淀积膜,结晶破坏层的热传导率与退火特性,超声波换能器的等价电路分析,弹性表面波传播与表面波衬底,粘接复合材料,LB 膜的应用与 SAW 传感器的感应特性,基于线性高速热处理法的薄膜取向性的控制,基于激光照射的水晶的结晶轴反转条件的研究等。