半导体硅片的P-n结和铜沉积行为的电化学研究

分别采用电化学直流极化和交流阻抗技术,通过控制光照和溶液化学组分,研究了半导体硅片/氢氟酸体系的电化学特性和半导体性能.对p(100)和n(100)两种硅片的研究结果均表明,有光照条件下硅/氢氟酸界面上的电化学反应很容易发生且起着主导作用,而黑暗条件下硅片则处于消耗期,电化学反应难于发生,因而其半导体性能起着重要的作用.当溶液中有微量铜存在时,硅/溶液界面上的电化学反应将被加速.通过单独研究两种硅片的电化学行为,讨论了半导体硅片在氢氟酸溶液中形成的p-n接点行为,并通过考察溶液中的铜离子浓度、光照条件和沉积时间对铜在硅片上的沉积行为的影响,探讨了铜沉积机理.研究结果表明,电化学交流阻抗法对研究稀释氢氟酸溶液中PPb浓度水平的微量铜杂质对硅片表面的污染极为有效,有望用于半导体硅片表面铜污染的检测.     

多孔硅新的表面处理技术

对多孔硅施加阳极氧化表面处理技术,可有效解决多孔硅干燥时出现龟裂及坍塌,破坏原有多孔硅的形貌和本质的问题.阳极氧化表面处理技术就是使用少量的负离子作用于多孔硅表面,满足SI分子化合价的需要,消除悬空键,促使多孔硅表面性能稳定,避免结构重组产生分子间的不均匀内应力,从而获得性能稳定、可靠、在空气中可以长期干燥保存的多孔硅.     

电解液对准分子电化学刻蚀硅的影响研究

激光电化学刻蚀是将激光加工技术和电化学加工技术有机结合起来而形成的一种复合型刻蚀工艺.为了研究电.解兰对激光电化学刎蚀硅的影响,本文采用248nm KrF准分子激光作为光源聚焦照射浸在KOH溶液中的阳极半导体n-Si上实现激光诱导电化学刻蚀.在实验的基础上,研究了经学溶液对激光电化学蚀Si的雇刻蚀速率的影响,并对其产生的原因进行了分析.试验结果表明:化学溶液对刻蚀工艺的影响主要采辣于小同浓度的溶液对激光的吸收和折射;采用吸收率较小、浓度较低的溶液和控制液膜厚度能有效减小溶液飞溅和溶液折射.本文中,溶液的厚度控制在1mm左右.     

半导体硅片的p-n结和铜沉积行为的电化学研究

分别采用电化学直流极化和交流阻抗技术,通过控制光照和溶液化学组分,研究了半导体硅片/氢氟酸体系的电化学特性和半导体性能.对p(100)和n(100)两种硅片的研究结果均表明,有光照条件下硅/氢氟酸界面上的电化学反应很容易发生且起着主导作用,而黑暗条件下硅片则处于消耗期,电化学反应难于发生,因而其半导体性能起着重要的作用.当溶液中有微量铜存在时,硅/溶液界面上的电化学反应将被加速.通过单独研究两种硅片的电化学行为,讨论了半导体硅片在氢氟酸溶液中形成的p-n接点行为,并通过考察溶液中的铜离子浓度、光照条件和沉积时间对铜在硅片上的沉积行为的     

硅基底电子束蒸发铝膜阳极氧化特性

研究了硅衬底上电子束蒸发铝膜,在H2SO4水溶液中阳极氧化形成硅衬底多孔氧化铝复合结构的过程.硅衬底电子束蒸发铝膜的阳极氧化过程主要由多孔氧化铝的生长、氧化铝生长向氧化硅生长的过渡和氧化硅生长三个阶段构成.硅衬底多孔氧化铝复合结构的透射电子显微镜观察表明,在硅衬底上形成了垂直于硅表面的氧化铝纳米孔,而孔底可形成SiO2层.有序结构多孔氧化铝的形成不依赖于铝膜的结晶状态,而是由阳极氧化过程的自组织作用所决定的.实验表明将多孔氧化铝制备工艺移植到硅基衬底上直接形成硅基衬底多孔氧化铝复合结构是可行的,它也为硅基纳米材料的制备提供了一种新的自组织模板.     

用于硅衬底隔离的选择性多孔硅厚膜的制备

在硅衬底上形成高阻隔离层对于提高硅基射频电路的性能具有重要意义.采用多孔硅厚膜作为隔离层,能够极大地降低衬底高频损耗.本文对n 型硅衬底上选择性多孔硅厚膜的制备进行了研究.通过在阳极氧化反应中采用不同的HF溶液的浓度、电流密度和反应时间来控制多孔硅的膜厚、孔隙度等特性.有效地减少了多孔硅的龟裂失效,得到的多孔硅最大膜厚为72μm.并测量了多孔硅的生长速率与表面形貌.     

多孔硅的形成和性质及其应用

研究了多孔硅膜的制备、性质和应用。在低于临界电流密度的电流下,在浓氢氟酸中进行阳极处理使硅单晶转变成多孔硅膜。当 N 型硅作阳极处理时,用光照射硅表面以产生阳极反应所必需的空穴。在本实验条件下,从 N 型硅上生成薄膜的速率要比从 P 型硅上生成的快些。其晶体结构与硅单晶相同。利用多孔硅能作成几个微米厚。并且容易氧化形成绝缘体这一特性,对于双极型集成电路提出了一个新的隔离技术。该技术的主要特点是提供了一个形成嵌入穿透 N 型外延层的厚绝缘膜的方法,并且不需要过长的热处理.为试验这一技术的实际应用,已进行了初步的实验。     

多孔硅PL谱的影响因素分析

通过阳极氧化电化学方法制备了多孔硅,并在室温下对不同条件下制得的多孔硅光致发光谱(PL谱)进行系统的分析.结果表明,随着阳极电流密度、阳极化溶液浓度和时间的增大,多孔硅的PL谱峰将发生"蓝移",并且PL峰强也显著增加,但过大的电流密度、阳极化溶液浓度和时间将导致PL峰强下降.另外,还发现PL谱存在多峰结构,而多孔硅在空气中放置时间的延长将引起其PL的短波峰"蓝移"和强度下降,但对长波峰只引起强度减弱,并不影响其峰位.PL谱的多峰结构可以认为是由于样品中同时存在"树枝"状和"海绵"状两种微观结构所产生的,在这个假设下,用多孔硅氧化后发光中心从硅表面移到二氧化硅层及量子限制模型能够解释上述现象.     

多孔硅PL谱的影响因素分析

通过阳极氧化电化学方法制备了多孔硅,并在室温下对不同条件下制得的多孔硅光致发光谱(PL谱)进行系统的分析.结果表明,随着阳极电流密度、阳极化溶液浓度和时间的增大,多孔硅的PL谱峰将发生"蓝移",并且PL峰强也显著增加,但过大的电流密度、阳极化溶液浓度和时间将导致PL峰强下降.另外,还发现PL谱存在多峰结构,而多孔硅在空气中放置时间的延长将引起其PL的短波峰"蓝移"和强度下降,但对长波峰只引起强度减弱,并不影响其峰位.PL谱的多峰结构可以认为是由于样品中同时存在"树枝"状和"海绵"状两种微观结构所产生的,在这个假设下,用多孔硅氧化后发光中心从硅表面移到二氧化硅层及量子限制模型能够解释上述现象.     

多孔硅新的表面处理技术

对多孔硅施加阳极氧化表面处理技术,可有效解决多孔硅干燥时出现龟裂及坍塌，破坏原有多孔硅的形貌和本质的问题．阳极氧化表面处理技术就是使用少量的负离子作用于多孔硅表面，满足SI分子化合价的需要,消除悬空键,促使多孔硅表面性能稳定，避免结构重组产生分子间的不均匀内应力，从而获得性能稳定、可靠、在空气中可以长期干燥保存的多孔硅．     

湿法腐蚀后硅表面形态微结构的研究

随着半导体工艺集成度的不断提高及微纳米技术的发展,半导体硅材料的湿法腐蚀及腐蚀后硅表面的平整度及洁净度对半导体器件的影响越来越重要,有关此方面的研究也日益受到重视。本文利用扫描隧道显微镜(STM)技术,研究了Si(111)在几种不同比例的NH_4F-HCl溶液中腐蚀后的表面形态及洁净度。表面的STM图像分析,表明在较高pH值的NH_4F-HCl溶液中腐蚀的Si(111)表面粗糙度较小。     

金属氧化物晶体管

最近国外介绍了一种新型场效应晶体管.静电场在半导体表面感应所生的载流子起了导电的作用.半导体硅表面有一层氧化硅绝缘层,然后再是蒸发铝膜;使用时电压加在与半导体硅互相绝缘的铝膜上.工作时载流子就在硅的两个扩散区间流动.所得的晶体管输入阻抗为10~(13)欧电阻并联25微微法电容,跨导在1到5毫安/伏之间.     

多孔硅微结构与场发射性能研究

采用阳极氧化及阴极还原表面处理技术制备性能稳定的纳米多孔硅薄膜.用原子力显微镜(AFM)表征多孔硅的表面形貌,用扫描电子显微镜(SEM)表征多孔硅的横截面结构.采用场发射测试装置研究了阳极氧化腐蚀时间及等离子表面处理对多孔硅场发射性能影响.结果表明,阳极氧化腐蚀时间越长,所得多孔硅场发射性能越好,相对应的开启电压越低,电流密度越大;等离子处理可有效提高场发射性能,等离子处理后的多孔硅薄膜作为阴极发射材料具有极大的潜能.     

关于“高频MOS-CV分析”实验装置中几个问题的探讨

半导体表面对半导体器件的特性有极大的影响,有时甚至对器件的特性起决定性的作用.半导体器件的可靠性及稳定性在很大程度上决定于半导体表面.所谓C-V分析技术,是指测量并分析MOS电容器的电容一电压特性,以确定氧化层、半导体层及其界面的许多特性.通过对MOS结构C-V特性的测量与分析,可以了解半导体表面的各种状态及SiO_2层中SiO_2-Si界面的各种电荷的性质,测量SiO_2的厚度、硅基体的杂质浓     

用于硅衬底隔离的选择性多孔硅厚膜的制备

在硅衬底上形成高阻隔离层对于提高硅基射频电路的性能具有重要意义。采用多孔硅厚膜作为隔离层 ,能够极大地降低衬底高频损耗。本文对n+型硅衬底上选择性多孔硅厚膜的制备进行了研究。通过在阳极氧化反应中采用不同的HF溶液的浓度、电流密度和反应时间来控制多孔硅的膜厚、孔隙度等特性。有效地减少了多孔硅的龟裂失效 ,得到的多孔硅最大膜厚为 72 μm。并测量了多孔硅的生长速率与表面形貌     

用于硅衬底隔离的选择性多孔硅厚膜的制备

在硅衬底上形成高阻隔离层对于提高硅基射频电路的性能具有重要意义。采用多孔硅厚膜作为隔离层，能够极大地降低衬底高频损耗。本文对n^ 型硅衬底上选择性多孔硅厚膜的制备进行了研究。通过在阳极氧化反应中采用不同的HF溶液的浓度、电流密度和反应时间来控制多孔硅的膜厚、孔隙度等特性。有效地减少了多孔硅的龟裂失效，得到的多孔硅最大膜厚为72μm。并测量了多孔硅的生长速率与表面形貌。     

多孔硅层湿法腐蚀现象的研究

阳极氧化法制备的多孔硅层分别经 1% HF、 1% NH3 / H2 O2 和 0 .0 5 % Na OH三种溶液在室温下进行湿法腐蚀 ,并用傅里叶变换红外光谱 (FTIR)和扫描电子显微镜 (SEM)对其变化进行了研究。腐蚀后多孔硅的表面形貌出现明显的刻蚀现象。红外吸收光谱表明 ,在用 1% NH3 / H2 O2 溶液腐蚀时 ,多孔硅层中 Si- O键和 Si- H键的强度增加 ,H- O键的强度下降 ;用 1% HF溶液和 0 .0 5 % Na OH溶液的腐蚀结果正好相反。 0 .0 5 %Na OH溶液对多孔硅层的腐蚀现象类似于强碱性溶液对单晶硅腐蚀表现出的各向异性 ,对多孔硅层厚度的腐蚀速度比 1% HF溶液的高     

超薄阳极氧化铝模版的制备

采用二次阳极氧化铝的方法制备出厚度仅为509 nm超薄多孔阳极氧化铝模版,氧化铝模版上孔洞大小均匀.呈完美的六角分布,孔径为35 nm左右,孔间距约为100 nm.成功地将多孔阳极氧化铝模版转移到硅衬底上,并在磷酸溶液中通孔,使薄膜上小孔双向贯通.可以十分方便的利用该模版合成纳米点、纳米柱等纳米结构.     

多孔硅的氧化过程

单晶硅变成多孔硅是在HF溶液中用阳极氧化来实现的。业已报导多孔硅由于氧化速率高而被用于IC器件的绝缘隔离。然而在氧化一段时间之后,在多孔硅和本体硅上面的二氧化硅表面间的高度差就成为一个问题了。其多孔性取决于阳极氧化的条件。在低电压情况下,反应层呈现无定形,而在较高电压的情况下用n型衬底阳极氧化,其反应层表现出单晶结构。本文叙述高度差的产生机构和多孔硅的氧化过程,特别是对于在低电流情况下形成的多孔硅。硅片系采用在P型、10～20欧姆·厘米、<111>取向的衬底上的n型、0.2～0.3欧姆·厘米、3微米厚的外延层。硼选择地通过n型外延层扩散到p型衬底。然后,硅片     

硅可控整流元件简介

一、硅可控整流元件的结构及其工作情况硅可控整流元件(簡称可控硅)是一种PNPN四层三端元件。可控硅与普通的硅整流元件的主要差异在于:前者除了阳极和阴极外尚有一个控制极,在阳极上加有正向电压的条件下,在控制极上加上足够的控制正电位便可使硅元件的正負极导电,而且,其通过的电流大小受到了控制极的控制。图1是可控硅的結构图。从图中可以清楚地看出,可控硅是由P型和N型半导体交替迭合而成的p-n-p-n四层元