LPCVD氮化硅膜中的氢含量及其对pH-ISFET敏感特性的影响

本文利用共振核反应定量地确定了LPCVD氮化硅敏感膜中,氢原子浓度及其分布.我们不仅证实了在825℃温度下,淀积的氮化硅敏感膜内存在氢原子,而且敏感膜表面所存在氢原子浓度为8—16×10~(21)cm~(-3),它高于敏感膜体内,其体内的氢原子浓度为2-3×10~(21)cm~(-3),而且敏感膜表面氢原子浓度大小与膜表面的制备条件密切相关,同时我们还利用傅利叶交换红外透射吸收光谱,确定了LPCVD氨化硅敏感膜中存在Si-O(1106cm~(-1))N-H(1200cm~(-1)),Si-H(2258cm~(-1))和N-H(3349cm~(-1))的化学键配位结构.敏感膜表面氧的存在严重地影响ISFET的能斯特响应和线性范围,而敏感膜表面的Si-H,N-H和N-Si 的化学键结构存在,有利于改善pH-ISFET 的灵敏度和线性范围.     

MCT液相外延薄膜的生长和特性

用开管水平液相外延系统从富Te溶剂中生长了不同x值的MCT薄膜。经X射线衍射、Hall电学参数、红外光谱、扫描电镜、X射线能谱仪和电子通道花样分析测试,结果表明:外延薄膜表面平整,光学参数较好,纵向、横向组份均匀,晶体结构完整,电学参数较好,外延膜质量优良。短波材料(n型):载流子浓度3.54×10~(14)cm~(-3),迁移率1.63×10~4cm~2V~(-1)s~(-1);中波材料(n型):载流子浓度9.95×10~(14)cm~(-3),迁移率为1.76×10~4cm~2V~(-1)s~(-1);原生长波材料(n型):载流子浓度为2.15×10~(15)cm~(-3),迁移率2.00×10~4cm~2V~(-1)s~(-1)。     

用于制备FET的磷化铟汽相外延

磷化铟汽相外延已用于沉积制备 FET 所需的亚微米多层结构。该结构是沉积在绝缘掺铁衬底上,由缓冲层、表面沟道层和 n~(++)接触层组成。缓冲层之 N_d-N_d<10~(14)cm~(-3)、μ_(77°K)>50,000cm~2/v·s。表面沟道层掺硫,其厚度为0.3～0.5μm,载流子浓度控制在8×10~(16)cm~(-3)到2×10~(17)cm~(-3),相应的298°K 电子迁移率为3900cm~2/v·s 和3000cm~2/v·s,并且没有观察到性能随沟道层的减薄而退化的现象。由于材料具有极好的横向均匀性,从而用实验证明了生长 n~(++)层能使接触电阻减少以及采用隐埋沟道能引起栅的改善。发展了用于测量载流子浓度分布的金属-氧化物-半导体技术,当FET 的沟道掺杂浓度为2×10~(17)cm~(-3)时,用这种技术能提供6000(?)的耗尽。     

MBE生长的InSb和InASxSb1—x的载流子浓度剖面分布

在(111)InSb 和(100)GaAs 衬底上,用分子束外延技术生长了 InSb 和 InAs_xSb_(1-x)外延层。用自动电化学 C—V 法测量了外延层的载流子浓度剖面分布。结果表明:(1)外延层呈 P 型;(2)InSb/GaAs 异质外延层的载流子浓度为(1～2)×10~(16)cm~(-3),比相应的同质外延层 InSb/InSb 的(1～2)×10~(17)cm~(-3)小一个数量级;(3)生长层的载流子浓度剖面分布和质量取决于衬底表面的制备。讨论了有关问题。     

重掺杂硅的热氧化

研究干氧和湿氧(95℃H_2O)氧化膜厚度在0.10～1.0μ,温度在920℃～1200℃的范围内重掺杂硅氧化特性,研究硅掺硼(1×10~(16)～2.5×10~(20)cm~(-3))或掺磷(4×10~(15)～1.5×10~(20)cm(-3)),以及这两种元素在硅表面的淀积。当硼浓度大于1×10~(20)/cm~3的情况,所有温度下氧化速率增加,而干氧氧化时这种影响最明显。1000℃以上,P掺硅氧化速率增加没有这样快,而920下,P的浓度1×10~(19)cm~(-3)或更高,结果使氧化速率有明显的增加,磷掺杂的影响在湿氧中最明显,这个结果可以用改硅热氧化时杂质再分布来园满地介释。这些考虑还能得到其他杂质重掺杂影响氧化速率的试验值。 高温度下，硅在各种氧化气氛中反应生成SiO_2,单晶硅热氧化的动力学是最近几篇论文的题目（1-5）。这些论文作者报导了起过所研究的浓度范围时氧化速率不依赖于体掺杂浓度。受主杂质和花主杂质的浓度从很低的值（本证硅）到大概象1×10~(20)cm~(-3)那样高，然而还要注意，氧化杂质浓度大于10~（20）cm~(-3)的硅表面时，氧化速率经常偏离标准值为6或7。对于大部分偏差用做器件的扩散工艺的样品来发现的。近来，发展表面控制器件和集成电路中哇氧化的作用日益重要，同时精密控制氧化层的厚度变得更有兴趣（8，9）。因此，着于研究决定对掺杂     

分子束外延高性能P型GaAs单晶薄膜

用国产分子束外延设备生长出性能优良、表面平整光洁的GaAs。不掺杂的P型GaAs空穴浓度为 2-8×10~(14)cm~(-3),室温迁移率为360-400cm~2/V·s.使用国产材料,纯度为 2N5并经我们“提纯”的 Be作为 P型掺杂剂.掺 Be的 P型GaAs空穴浓度范围从1.0 × 10~(15)至6×10~(15)cm~(-3).其室温迁移率与空穴浓度的关系曲线与国外文献的经验曲线相符.当空穴浓度为1—2 ×10~(15)cm~(-3)时,室温迁移率达 400cm~2/V·s.低温(77K)迁移率为 3500—7000cm~2/V·s.在4.2K下对不同空穴浓度的P型GaAs样品进行了光荣光测量和分析.     

n-on-p锑化铟薄膜的液相外延生长

用水平开管液相外延技术在锑化铟衬底上用富铟锑化铟母液生长锑化铟薄膜材料,薄膜材料具有n-on-p结构,衬底为p型层,掺Ge,浓度1×10~(15)~5×10~(16) cm~(-3);薄膜为n型层,掺Te,薄膜面积20 cm×25 cm,厚度2~3μm,表面平整度±0.2μm,浓度1×10~(17)~5×10~(18) cm~(-3)。n-on-p锑化铟薄膜材料能满足制作的中波红外焦平面器件要求。     

碲镉汞离子注入结的性能

用离子注入Hg_(0.71)Cd_(0.29)Te形成的n—p结,其结构存在有离子注入损伤。在受主浓度为4×10~(16)cm~(-3)的p型衬底上,用Ar、B、Al和P离子注入,已制备出n—p结光电二极管。当注入剂量在10~(13)—5×10~(14)cm~(-2)范围内时,注入n型层的特点是薄层电子浓度为10~(14)—10~(15)cm~(-2),电子迁移率高于10~3cm~2V~(-1)s~(-1)。光电二极管截止波长为5.2μm,量子效率高于80%。77K时,动态电阻与表面积的乘积大于2000 Ω·cm~2。详细地研究了动态电阻对温度的依赖关系,结电容与反向电压的关系符合线性缓变结模型。用栅—控二极管对77K时的反向电流特性进行了研究。结果表明,对于表面电位的两极来说,反向击穿是由表面处场—感应结内的带问隧道决定的。     

分子束外延GaAs掺Se

利用Se电化学喷射炉产生的Se分子束,对分子束外延(MBE)GaAs掺杂,获得了载流子浓度为 10~(15)-10~(15)cm~(-3)的N型 GaAs. 载流子浓度 8.0 ×10~(15)-5.76 × 10~(15)cm~(-3)范围相应的室温迁移率为6350-5200cm~2/V·s.还研究了各种生长参数对载流子浓度的影响.对实验结果给予了定性的解释.     

钛在硅浅结互连中引进深能级的研究

钛在硅浅结互连中作为铝硅阻挡层已成功地应用在器件工艺中。但它在P-Si一侧引进一个深能级中心,其能级位置在Ev+0.38eV,浓度分布为(-3)×10~(12)cm~(-3);在N-Si一侧引进三个深能级中心:E_c-0.22eV,E_c—0.40eV和E_c-0.55eV,其浓度分布在(1.6—2.6)×10~(11)cm~(-3)。有关参数表明,它对器件的性能有一定的影响。     

掺氧液相外延GaAs的拉曼光谱

本文报道了掺氧液相外延GaAs材料的拉曼光谱测量结果.观测到体内晶格振动的LO与等离子激元的耦合模L_+和L_-以及表面耗尽层的LO,2TO和2LO.在2.7 ×10~(12)cm~(-3)-5.6 × 10~(12)cm~(-3)的电子浓度范围内,实验结果与理论计算结果是一致的.     

瞬态退火注砷硅亚稳态浓度的后热处理特性研究

高剂量As注入Si的样品,经红外瞬态辐照退火能获得亚稳态载流子浓度(体浓度可高达6×10~(20)cm~(-3)),明显超过800℃时热平衡条件下As在Si中的固溶度值(1.9×10~(10~(20)cm~(-3)).红外瞬态退火后再进行不同温度(室温-800℃)的后热处理,发现在处理温度390℃以上时,激活的杂质浓度随着时间加长而显著下降.本文报道上述失活现象的实验研究结果(霍耳效应测试和阳极氧化剥层技术、TEM、RBS随机谱、沟道谱和沟道产额角分布等实验结果),通过对这些实验的综合分析,讨论了激活As原子的失活机理.     

基于P3HT的无铅钙钛矿太阳能电池性能仿真研究

综合考虑无毒、价廉等因素,设计以P3HT为空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池。以太阳能电池模拟软件SCAPS-1D对结构为TCO/Ti O_2/CH_3NH_3Sn I_3/P3HT/Au的太阳能电池进行数值模拟仿真,探讨吸收层、电子传输层和空穴传输层的厚度和掺杂浓度,以及吸收层缺陷态密度对电池性能的影响。由仿真结果可知,当吸收层、电子传输层和空穴传输层的厚度分别为140、20以及200 nm,掺杂浓度分别为1×10~(16)cm~(-3)、1×10~(16)cm~(-3)和1×10~(17)cm~(-3),吸收层缺陷态密度为1×10~(16)cm~(-3)时,取得了较佳的结果:V_(oc)=0.77 V,J_(sc)=20.48 m A/cm~2,FF=71.58%,PCE=11.27%。     

快速热退火离子注入硅时的磷扩散

研究了快速热退火时离子注入硅中磷的扩散。我们依靠注入的剂量发现了两种截然不同的扩散行为。低剂量(1×10~(14)cm~(-2))P~+注入硅发现有一个剖面再分布,该再分布在900℃温度下退火10秒钟即可观察到,但在800～1150℃温度范围与温度无关。这个初给再分布比起通常的扩散系数数质所预计的要快得多。高剂量(2×10~(15)cm~(-2))P~+注入硅经短时(10秒)退火后掺杂剂分布的变宽现象与温度有密切关系,其实验分布与浓度增强扩散分布是一致的。     

HgSe：Fe的红外光谱和自由载流子散射

测量了掺Fe浓度为1.5×10~(18)～7×10~(19)cm~(-3)的HgSe:Fe样品在中红外波段内的室温透过率和反射率,由此看出Fe浓度大于或小于4×10~(18)cm~(-3)时吸收系数,迁移率和吸收截面的性质明显不同,用Fe的空间有序化模型解释了实验结果。     

GaAs/Si异质外延的新进展

本工作从原理和实验技术上证实了氯化物VPE技术可用于CaAs/Si异质外延.CaAs/Si外延层表面平整光亮.对外延层进行了组分测量、高分辨率电镜和X-射线衍射分析.结果表明,外延层是符合化学计量比的CaAs单晶,外延层浓度可控范围为10~(14)～10~(17)cm~(-3),纵向掺杂分布平坦.用这种材料制成MESFET样管,跨导为40mS/mm.     

优质GaAs/Si材料的研制

用国产分子束外延设备(Ⅳ型)在p型Si衬底上用三阶段生长法生长出优质GaAs外延层。测试样品为2μm厚,n型掺杂浓度5×10~(16)cm~(-3)。测量结果为x射线双晶衍射回摆曲线半峰宽225弧秒;低温光荧光谱半峰宽在10K时为5meV,外延层表面位错密度10~6cm~(-2)。     

Si,As双注入GaAs的RTA研究

本文研究了Si注入GaAs的快速退火(RTA)特性。得出930—950℃退火5s为最佳退火条件。测量结果表明,当注入剂量大于10~(13)cm~(-2)时,电子浓度呈饱和现象。为提高电子浓度本文提出Si,As双注入GaAs的方法,研究了(60—80)keV,(5—10)×10~(14)Si/cm~2+(150—180)keV,(5—30)×10~(14)As/cm~2注入并经RTA后的电特性。结果表明,双注入后样品中电子浓度有明显提高,对80keV,10~(15)Si/cm~2+150keV,3×10~(15)As/cm~2来说,电子浓度大于10~(19)cm~(-3)。TEM观察表明,双注入样品的剩余缺陷密度大大低于单注入的情况。本文并对双注入补偿机理进行了讨论。     

Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te光电二极管表面漏电流的减少

在表面形成一层宽带隙外延层,可以减少Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te光电二极管的表面漏电流。在CdTe衬底上,液相外延由p-Cd_xHg_(1-x)Te(x>0.2)/p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te组成双层Cd Hg Te外延层。77K下,经范德堡霍尔测试,得到空穴载流子浓度和迁移率分别为9×10~(15)cm~(-3)和6×10~2cm~2V~(-1)s~(-1)。首先去除p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te上面直径为100μm的宽带隙层,然后再向p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te中扩铟而形成p-n结。77K下,有宽带隙层和无宽带隙层光电二极管的R_0A乘积分别为9.1Ωcm~2(λ_c=11μm)和2.0Ωcm~2(λ_c=10μm),这就证实了宽带隙层钝化层起到了减少表面漏电流的作用。     

高效率Ku波段HBTMMIC功率放大器

<正> 这种MMICPA所用的器件结构是用MOCVD系统生长的,依次为1.5μm厚的重掺杂n-GaAs下集电极、0.7μm厚的掺杂为2×10~(16)cm~(-3)的集电极、5×10~(19)cm~(-3)碳掺杂基极(厚度80nm)、100nm厚的掺杂浓度为5×10~(17)cm~(-3)的Al_(0.35)Ga_(0.65)As发射极和200nm厚的掺杂