减小硅外延自掺杂影响的改进的二步外延法

叙述了一种减小硅外延自掺杂影响的改进的二步外延法：减压－常压二步法。采用该方法所生长的外延层，其过渡区明显小于常规二步法的结果，和单纯减压方法所得的结果相当，外延层晶格质量明显优于单纯减压外延的结果。     

肖特基器件用重掺As衬底上外延层过渡区控制

掺As衬底外延片很大部分用于肖特基器件,器件对正向压降要求越来越高,因此对外延层参数之一的过渡区宽度提出了更高要求.讨论了影响过渡区的温度、生长速率、本征CAP层以及赶气等因素.通过一系列实验,找到了合理的生长条件,得到了完美的过渡区,解决了器件反向电压和正向压降之间的矛盾.在反向电压一致的条件下,正向压降平均降低了200 mV,产品整体成品率提高了两个百分点以上.研究结果已成功应用于大规模生产中.     

200 mm Trench MOSFET管用硅外延电阻率管控

200 mm重掺As衬底的MOSFET外延片在后续芯片制程中,由于还需要经历高温环节(大于1100℃),因此衬底中As的自掺杂效应将再次出现,从而使外延片边缘区域的电阻率降低明显。在外延过程中,需要将外延片边缘区域的电阻率有意控制略高于中心区域。在控制过程中通过引入Offset(差值)的管理方法,确保外延层边缘3 mm区域与中心区域的偏差减小,从而实现片内管芯之间性能一致。     

外延淀积过程中的自掺杂抑制

外延层杂质浓度是影响器件电学性能的重要参数。文章对外延淀积过程中自掺杂的产生过程进行了分析，提出了在外延淀积过程中可以通过改变气流、温度及采用背封技术、二步外延等方法来解决外延自掺杂，从而改善器件的特性参数。     

MOFs基氮自掺杂多孔炭的可控制备及其电化学性能

为开发高性能超级电容器电极材料,以溶剂热法合成无色金属有机框架化合物（MOFs）材料［Zn2（C8H4O4）2（C6H12N2）］·4 DMF·0.5 H2O（简称ZDP）作为炭前驱体,采用一步碳化法制备无定型结构氮自掺杂多孔炭 （ZDPC-750）,并使用X射线衍射分析、拉曼光谱分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附、X 射线光电子能谱对ZDPC-750试样进行表征;选用浓度为6 mol/ L的KOH溶液为电解液,通过恒电流充放电（GCD）、循环伏安（CV）、电化学阻抗谱（ EIS ）等方法测定ZDPC-750电极试样的电化学性能。结果表明: ZDPC-750呈包含微孔、介孔和大孔的分级结构,比表面积（BET法）高达1 228 m2/g,平均孔径为3.53 nm;当电流密度为1.0 A/g时,ZDPC-750电极的比电容高达175 F/g;当电流密度从1.0 A/g 增加到10.0 A/g 时,电容保持率为80.4%;即使在1 A/g下GCD循环5 000次,电容保持率仍然高达94.74%。     

瞬态电压抑制器的减压外延工艺研究

瞬态电压抑制器是用于保护高频电路电压瞬变和浪涌防护的半导体器件,由低击穿电压的雪崩二极管和低电容二极管组成。低电容二极管需要在高掺杂的P型衬底上生长近似本征的超高电阻率的N型外延层。该工艺面临的难点在于如何减少P型自掺杂并稳定控制外延层的电阻率。文章利用扩展电阻测试方法重点研究了8英寸化学气相外延减压工艺中工艺参数对外延层质量的影响和对图形畸变的影响。     

低电容TVS重掺硼衬底上N型高阻外延生长

低电容TVS广泛用于高频电路的电压瞬变和浪涌防护,它由低击穿电压的雪崩二极管与低电容的导引二极管组合而成,其中的低电容导引二极管需要在重掺杂的P型衬底上生长近似本征的超高电阻率的N型外延层,抑制重掺P型衬底的自掺杂效应是高阻N型外延生长的重要挑战。本文采用高温烘烤、低温周期性变速H2赶气等技术使得重掺B衬底的自掺杂效应得到抑制,并在外延工艺时采用N型外延覆盖层,最终实现了在重掺硼衬底上生长电阻率大于150Ωcm的N型高阻外延层,使得TVS产品8寸工厂量产。     

硅外延层中的杂质

主掺杂质、固态外扩散杂质、气相自掺杂质、系统自掺杂质和金属杂质等五类杂质源是外延层中的常见杂质。主掺杂质决定外延层的电阻率。固态外扩散、气相自掺杂和系统自掺杂影响衬底界面附近的外延层杂质浓度的深度分布。金属杂质在外延层中对器件有害。本文系统地介绍了掺杂源的掺杂过程也给出了控制的方法。     

高比容量Li2ZnTi3O8@C⁃N负极材料储锂性能研究

以盐酸多巴胺为N、C源,高温固相法合成N掺杂C包覆Li₂ZnTi₃O₈@C?N负极材料。在合成过程中发现,部分Ti⁴⁺被还原为Ti³⁺,达到了包覆和掺杂共同改性的目的。该方法有利于提高离子扩散系数和降低电荷转移电阻。在电流密度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 A/g时,Li₂ZnTi₃O₈@C?N?2的放电比容量分别超过240.0、220.0、210.0、200.0、190.0、180.0 mA?h/g。还研究了N掺杂C包覆Li₂ZnTi₃O₈复合材料的低温电化学性能。结果表明,0 ℃时该样品的放电比容量远高于未改性的Li₂ZnTi₃O₈负极材料;电流密度为0.2 A/g时的首次放电比容量为262.5 mA?h/g,循环300次后放电比容量为241.7 mA?h/g;在电流密度为1.0 A/g、循环300次后放电比容量依然有147.4 mA?h/g。     

p型4H-SiC同质外延有效层厚度

通过化学气相沉积法,采用不同生长工艺在4°偏角4H-SiC衬底上制备p型4H-SiC同质外延片。提出了p型4H-SiC同质外延中有效层厚度的概念,研究发现导致外延有效层厚度减少的直接原因是自掺杂效应的存在。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、汞探针电容电压(Hg-CV)和表面缺陷测试仪对p型4H-SiC同质外延片进行表征,讨论了不同工艺对外延有效层厚度的影响。结果表明,采用隔离法和阻挡层法均能提高外延有效层厚度,且掺杂浓度随距表面深度变化斜率值由1.323减小到0.073。然而,阻挡层法斜率值能进一步优化至0.050,是由于有效抑制了外延中固相和气相自掺杂。对比于优化前工艺,采用阻挡层法制备的p型4H-SiC同质外延片厚度不均匀性和表面总缺陷数量处于同一水平,掺杂浓度不均匀性由2.95%改善到2.67%。综上,采用阻挡层法能够制备出高有效层厚度、高一致性和高质量的p型4H-SiC同质外延片。