n-Si低剂量B~+、P~+离子注入产生的缺陷及其退火特性

对n-Si低剂量(10~(11)cm~(-2))B~+和P~+离子注入产生的电子和空穴陷阱及其热退火行为.用DLTS方法作了迄今最完整的研究.首次报道了空穴陷阱.注B~+引入五种空穴陷阱:高浓度的H_2(0.62)和H_3(0.43)两种可能与B有关的受主陷阱,还有H_4(0.37),H_1(0.63)和H_5(0.15),H_4可能是与C有关的受主缺陷,注 P~+引入四种空穴陷阱:高浓度的H_2~″(0.51),也引入H_4(0.37),H_2(0.63)和类似H_5的H_3~″.同时报道了注B~+引入七种和注P~+引入三种电子陷阱.注B~+引入可能与B有关的受主E_3(0.35),在280℃退火时有高浓度,在320℃退火后激烈退化.另外三种E_2(0.41),E_4(0.25),E_5(0.15)在注B~+和注P~+情况都测到,并基本符合过去离子、中子或电子辐照普遍报道的缺陷能级.研究了上述所有缺陷的退火行为,在800℃退火后,所有缺陷都退至 10~(12)cm~(-3)平均浓度以下.     

B~+和P~+离子注入在n-Si中产生缺陷能级的进一步研究

用快速的电流DLTS和最低温度达10K的低温样品架对过去报道过的n型Si中B~+,200keV,2.5 × 10~(11)cm~(-2)和P~+,240keV,4.4 × 10~(11)cm~(-2)离子注入产生的新能级重新作了测量.在注B~+样品中,发现三个新的电子陷阱E_6(0.16),E_7(0.15),E_8(0.08),其中E_7具有很大的浓度.在注P~+样品中,发现二个新的电子陷阱,其中E_7与注硼样品属于同一种中心,因此可能与硼无关.另一个E_3＂(0.09).     

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.     

硅中离子注入层的红外瞬态退火及退火后残留深能级缺陷的DLTS研究

本文研究了硅中离子注入层的红外瞬态退火,证实了它与常规热退火具有相同的再结晶机理——固相外延再结晶过程.对于注As~+和注B~+样品的测试表明,红外瞬态退火具有电激活率高、缺陷消除彻底和注入杂质再分布小等优点.为了研究退火后残留深能级缺陷的电特性,对于离子注入MOS结构进行了DLTS测试.对于通过920A SiO_2膜,注入剂量为 1×10~(12)cm~(-2)B~+、能量为60 keV的样品,经常规热退火和红外瞬态退火后分别测到了深能级 E_T-E_v=0.24±0.02eV和E_r-E_v=0.29±0.02eV;并对引入这些深能级的缺陷进行了讨论.     

BF_2~+,F~+ +B~+和Ar~++B~+注入硅快速退火剩余损伤及对浅P~+N结的影响(英文)

The residual damage is analysed by transmission electron microscopy (TEM) for BF2+, F+ + B+ and Ar+ + B+ implanted silicon after rapid thermal annealing(RTA). And the reverse leakage current of the implanted diodes is measured using a FJ-356 electrometer. The results show that 1 ) The residual damage due to BF2+ implantation is less than that of F+ + B + and Ar++ B+ implantation. 2) The reverse leakage current of BF2+ implanted diodes is less than that of F+ + B+ and Ar++ B + implanted diodes. 3) The reverse leakage current of F++B+ and Ar++ B+ implanted diodes increases with the increase of F+ and Ar+ energies, respectively. Therefore the physical behaviour of the interaction between molecular ion and silicon is different from that of the interaction between individual atom ion and silicon.     

用光声谱法研究硅单晶中~(31)P~+离子注入

本文报道用光声谱法在近红外波段研究硅单晶中~(31)P~+离子注入效应,得到了注入剂量为10~(12)cm~(-2)-10~(15)cm~(-2)范围内的光声信号幅值随注入剂量变化的关系.对于先经退火后进行离子注入的样品,其剂量低到 5×10~(11)cm~(-2)的离子注入效应也能被检测到.在1×10~(12)-5 × 10~(13)cm~(-2)低剂量范围内,光声信号明显地随注入剂量而增加.因此,光声谱法是研究离子注入造成的晶格损伤的有效手段,有希望发展成为硅中离子注入剂量的无接触、快速、非破坏性的测量方法.     

关于B~+注入层退火增强扩散的探讨

本文通过对实验现象的综合和分析,建立了B~+注入层的退火增强扩散模型,认为是空位、填隙原子和替位原子的多元扩散过程。据此从理论上证明了充分退火以后的电活性浓度分布是一种深的高斯分布。为了对模型进行验证,采用微分电导法、对不同注入条件的样品进行了分布测量。还采用与四探针测量相结合的CP4和阳极氧化腐蚀、最后用椭偏测厚仪进行测厚的方法,对不同注入条件的样品进行了结深测量。将测量结果和理论分析进行了比较和讨论。结果发现:模型对实验现象可以比较成功地解释;而用所给出的分析表达式、直接计算常用条件下充分退火以后的电活性浓度分布,方法比较准确和简单;可供设计和研制离子注入器件时参考。     

P~+-Si_(1-x)Ge_x/p-Si红外探测器微结构的研究

随着遥感遥测科学技术的发展和军事上的需要，红外探测器及红外焦平阵列的应用日益迫切［１］。Ｐ＋－Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／ｐ－Ｓｉ异质结内光发射红外探测器因其具有易和ＣＭＯＳ或ＣＣＤ读出电路实现单片集成，工艺简单，成本较低，可同时工作于３～５μｍ和８～１４μｍ...     

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）。     

用DLTS研究注氧硅中深中心缺陷

<正> 近年来,离子注入在半导体中产生的缺陷及其退火行为被广泛地研究,DLTS技术提供了一个高灵敏度测量低浓度深中心缺陷的方法本文用DLTS技术测量了注氧硅中缺陷的热退火和CW-CO_2激光退火行为.     

退火对离子注入GaN产生的深能级的影响

我们最近报道了大剂量Al+注入原生GaN后对其光学性质的影响。表明Al+的注入可能产生了某种深能级电子陷阱 ,由于电子陷阱俘获导带电子 ,导致发光猝灭。而经一定条件的退火处理 ,可使深的电子陷阱发生变化 ,因而与缺陷间的跃迁相关的黄色荧光可得到一定程度的恢复。由于注入样品的电阻率高达 1 0 1 2 Ω·cm ,因此不能用已有的常规方法测量。我们为此发展了一种称为“光增强电流谱”(PSCS)新方法 ,用于测量高阻样品中的深能级。研究发现 ,在经过快速退火处理的样品中 ,不能消除由于注入产生的准连续深能级带 ;而在某种常规条件退火的样品中 ,发现了 5个位于导带下 1 .77eV ,1 .2 4eV ,1 .1 6eV ,0 .90eV和 0 .86eV的深电子陷阱 ,它们都是Al+注入经退火后形成的稳定结构。实验发现退火使注入产生的准连续深能级带转变为独立的深能级结构 ,虽不能使GaN的本征发光得到恢复 ,但对黄色荧光的恢复是有利的。此研究有助于了解退火处理对离子注入的GaN的电学结构与发光产生的影响。PSCS的意义在于它适用于测量一切高阻半导体样品中与非辐射跃迁相联系的深陷阱能级 ,而不仅仅适用于测量Al+注入GaN产生的深陷阱能级     

用光声谱研究硅单晶中~(31)P~ 离子注入

本文报道用光声谱法在近红外波段(0.8～1.6μm)研究硅单晶片中~(31)P~ 离子注入的效应,得到了低剂量情况下的结果,并认为有希望成为硅中离子注入剂量的检测方法。低注入剂量情况下,离子注入会在半导体中造成局域能级,在高剂量下离子注入则使半导体晶片的晶格完全破坏,变成非晶硅。光谱测试表明,在1.1～1.38μm波长范围内,单晶硅几乎是     

红外辐照退火硼离子注入硅的后热处理特性研究

本文研究了硼离子注入硅经红外辐照退火后的热处理特性.实验发现,对于20keV,3.5×10~(14)cm~(-2)~(11)B离子注入硅样品,经10秒到几十秒红外辐照后再进行不同温度的后热处理,表面薄层电阻随退火温度呈规律性变化,在1050℃附近达到最小值,此时杂质的电激活率大于100%.     

红外辐照退火砷离子注入硅的后热处理特性研究

本文研究了硅中砷离子注入层经红外辐照退火后的热处理特性,测量了表面薄层电阻随后热处理温度的变化关系.实验结果表明,对于红外辐照~(75)As离子注入样品,表面薄层电阻随后热处理温度的升高而发生规律性的变化,在900℃附近达到最小值,此时注入杂质的电激活率大于100%.     

稀土Er离子注入InP的退火及发光特性

利用离子注入法，以７e１４／ｃｍ２和１e１５／ｃｍ２的剂量对ＩｎＰ进行稀土元素Ｅｒ的掺杂，采用了两种未加淀积膜覆盖的退火方式，在１０Ｋ下均观测到ＩｎＰ中Ｅｒ３＋１．５４μｍ特征光致发光峰．光致发光（ＰＬ）和反射式高能电子衍射给出发光强度和晶格恢复程度与退火条件的依赖关系，结果表明Ｅｒ３＋在ＩｎＰ中的光激活性在很大程度上取决于ＩｎＰ晶格的恢复．     

离子注入硅快速退火合成Y硅化物的特性

用金属蒸发真空弧离子源注入机将 Y离子注入硅 ,制备出特性良好的硅化物。用掠角沟道技术和透射电子显微镜分析了这种硅化物的结构。用束流密度为 2 5μA/ cm2的 Y注入硅可形成三层结构的硅化钇。硅化钇层的厚度大约为 60— 80 nm.其缺陷密度 Nd 和薄层电阻 Rs随束流密度的增加而下降。快速退火后 ,Nd和 Rs都明显下降。Rs从 54Ω/□下降到 1 4Ω/□。最小电阻率为 84μΩ·cm.这说明快速退火可以改善硅化钇的电特性。X射线衍射分析表明 YSi和 YSi2 硅化物已经形成。掠角沟道技术有益于研究薄层硅化物的原子深度分布和晶格缺陷密度分布     

离子注入硅快速退火合成Y硅化物的特性

用金属蒸发真空弧离子源注入机将Y离子注入硅,制备出特性良好的硅化物.用掠角沟道技术和透射电子显微镜分析了这种硅化物的结构.用束流密度为25μA/cm2的Y注入硅可形成三层结构的硅化钇.硅化钇层的厚度大约为60-80nm.其缺陷密度Nd和薄层电阻Rs随束流密度的增加而下降.快速退火后,Nd和Rs都明显下降.Rs从54Ω/□下降到14Ω/□.最小电阻率为84μΩ·cm.这说明快速退火可以改善硅化钇的电特性.X射线衍射分析表明YSi和YSi2硅化物已经形成.掠角沟道技术有益于研究薄层硅化物的原子深度分布和品格缺陷密度分布.