MeV P^＋／Si^＋共注入SI—GaAs制备高品质n^＋埋层

采用不同注量和注入顺序的MeV能量的P~+(3MeV,1×10~(14)～3×10~(14)cm~(-2))与MeV能量的Si~+(3MeV,1×10~(14)cm~(-2))共注入于SI-LEC GaAs晶体中。对不同退火条件的共注入样品的有源层电特性、载流子浓度分布、晶格的损伤和恢复状况以及剩余缺陷等进行了分析。研究表明,较大注量的P~+与Si~+共注入,可以降低注区薄层电阻,有效地提高MeV Si~+的激活效率,改善有源层迁移率,得到高品质的n~+埋层。共注入样品的HALL迁移率大于2400cm~2/(V·s),激活率可达95％以上。     

高剂量的~(40)Ar~+离子注入硅热退火行为的研究

用沟道—卢瑟福背散射技术(RBS)研宄了能量为50 KeV,剂量为3.8×10~(16)/cm~2和1.9×10~(16)/cm~2的~(40)Ar~+离子注入(111)硅衬底中的恒温等时热退火行为。结果表明,离子注入层中Ar 原子的扩散和释放以及非晶硅层的再结晶行为明显地依赖于~(40)Ar~+离子的注入剂量和退火温度。注入剂量为3.8×10~(16)/cm~2的样品,当退火温度为700℃时,表面层硅的密度明显减小,退火温度为750℃时,注入层中的大部分Ar 发生外扩散并从样品表面释放。注入剂量为1.9×10~(16)/cm~2的样品,退火过程中没有发现衬底硅表面密度的变化,而且当退火温度为900℃时,残留在注入层中的Ar 仍旧比较多。最后对这些现象进行了讨论和解释。     

E_u~+注入单晶硅经快速热退火后的喇曼光谱研究

喇曼光谱及扫描镜徽区形貌象说明,E_u~+注入(注入能量350Kev,注入剂量2×10~(15) cm~(-2) )n 型单晶硅后,在表面可形成一连续非晶层.经过895℃快速热退火(RTA)可以消除注入损伤,Si 损伤区恢复完整;当快速退火温度为1285℃时,在硅表面存在 E_u 的表面偏析及表面增强喇曼散射(SERS)现象,我们对增强机理进行了讨论.     

MBE-GaAs/Si的背散射沟道分析

对 MBE-GaAs/Si 进行离子注入和退火.GaAs 外延层的厚度为0.9-2.0μm.Si离子的注入能量及剂量分别为1.2-2.8MeV,l×10~(14)-7×10~(15).cm~(-2).退火采用红外瞬态退火(850℃,15s)及白光退火(1050℃,8s).背散射沟道分析采用4.2MeV~7Li.实验表明,注入结合退火是改善 GaAs 外延层晶体质量的一种有效方法.注入剂量过大,由于正化学配比遭到破坏,外延生长终止.     

椭圆偏振光研究N2^＋注入Si的退火特性

本文用椭圆偏振仪测量了在不同剂量和不同能量下的N_2~+注入Si后的随偏参数ψ和Δ,给出了离子注入辐射损伤与注入剂量和注入能量的关系,同时,我们在N_2气氛中对离子注入片进行等时热退火,然后测量ψ和Δ,给出了N_2~+注入Si的退火特性,结果表明:N_2~+注入Si的退火特性曲线,对不同的注入剂量和注入能量分别为“υ”形和“W”形。     

全离子注入在双极集成电路中的应用

本文研究了用全离子注入控制双极集成电路中晶体管电参数的一些基本条件。研究了磷注入发射区的条件:注入能量为50KeV,注入剂量为4×10~(16)/cm~2。退火条件为940℃,20分钟,氮气保护,基区采用二次硼叠加注入:浅硼注入和深硼注入。浅硼注入能量为60KeV,注入剂量为8×10~3/cm~2。深硼注入能量分别为120KeV、140KeV、160KeV、180KeV,注入剂量均为5×10~(13)/cm~2。退火为960℃,30分钟,氮气保护等温退火。研究了注入条件和退火条件与双极电路管芯电参数(如电流增益h_(FE),管子基极—发射极击穿电压BVebo。基区方块电阻R_□和管子特征频率f_(Τo))的关系。     

离子注入退火晶格恢复和电激活动力学研究

给出了As和P注入硅的电激活能与退火温度的关系.用这些结果和表示晶格去除率与退火温度的关系式,研究了损伤的晶格恢复和杂质电激活动力学,发现低剂量As注入硅,在退火过程中仅出现1～2个低的激活能.当注入剂量大于5×10~(15)cm~(-2)时,硅注入区转变成了无序层,退火过程中则出现无序层外延生长区、过渡区和电激活能区3个特征温区,并在激活能区可观察到2～3个激活能.当硅在300℃温度下注入As,注入剂量为1×10~(16)cm~(-2)时,注入层中未出现无序层,退火过程中仅有激活能区,在此区能测到3个激活能.     

离子束轰击硅橡胶表面键合状态的研究

本文研究了医用硅橡胶材料被离子束轰击后,其表面浸润性,白蛋白吸附性的变化,硅橡胶样品分别在40,60,80,100keV能量下注入N~+和A_r~+,注入剂量范围为2×10~(12)×10~(17)cm~(-2)。注入后的样品测量了水接触角和白蛋白吸附量。结果表明:随注入剂量的增加,表面水接触角从86°降低到59°。表面白蛋白的吸附量从16μg/cm~2增长到32μg/cm~2。用傅立叶变换衰减全反射红外光谱[FT—IR—ATR]研究了注入后表面键合状态,发现离子束打断了一些表面化学键,形成了一些新的自由基。扫描电子显微镜观察到注入前后表面形貌的变化。     

MeV硅离子注入砷化镓的两步快退火

报道使用两步快退火(RTA)工艺对MeV Si~+注入的〈100〉取向SI-GaAs样品进行热处理。2 MeV,2×10~(14)cm~(-2)Si注入的GaAs样品,经低温(350～450℃),长时间(20～30 s)退火和高温(970～1050℃),短时间(1～2s)退火,使注入区晶格恢复好,二次缺陷密度大大降低,电特性得到明显改善。激活率达到了30％,迁移率为2400～2 515cm~2·V~(-1)·s~(-1),薄层电阻为42～46Ω。根据点缺陷和杂质原子的相互作用,结合载流子浓度分布的特点,对半绝缘砷化镓中MeV注入硅原子的激活机理进行了讨论。     

硅雪崩击穿冷微阴极的电子发射特性

制成高电子发射效率的稳定可靠的冷阴极是使真空微电子器件得以实现的关键。本文报导了硅超浅PN结雪崩击穿式冷阴极的结构和工作原理以及电子发射的测试结果。器件结构和工作原理冷阴极的基本结构如图1所示,图1中中心P~+N~(++)区是电子发射有源区。N~+环区为接触区。P~+和N~(++)区分别由硼和砷离子注入形成。硼注入条件为25KeV,1.5 E13cm~(-2)+60 KeV,1.5 E13cm~(-2)。硅片在B~+注入后放入900℃氮气中退火1小时,使硼离子得到有效激活。砷注入条件为10～12.5 KeV,5E14cm~(-2) ,注入后经1150℃、15秒快速热退火以使As离子得到有效激活而尽量减少杂质分布的变化。由此形成的N~(++)P~+结的结深约为300A。外加电压V_R通过N~+接触区和硅片底部加到N~(++)P~+结上。此外加电压极性使N~(++)P~+结反偏。当反偏电压V_R使N~(++)P~+结工作在雪崩击穿区时,     

MeV硅,氧离子注入SI—GaAs形成相互隔离的双导电层

用Mev的硅、氧离子注入SI-GaAs形成了相互隔离的N-SI-N双导电层结构.6 MeV的Si离子注入半绝缘的GaAs,在950℃5s条件下进行快速退火,可以得到最佳电特性,在表面下2.8μm深处形成n~+深埋层.采用双能量的硅离子注入半绝缘GaAs:6 MeV(1×10~(14)cm~(-2))+80 key(5×10~(13)cm~(-2)),在950℃5s退火,然后用1.2MeV的氧离子注入该样品,注量为10~(10)～10~(11)cm~(-2)时,形成了上、下相互隔离的双导电层,隔离击穿电压为10～20V,该结构在600℃以下是稳定的.     

椭圆偏振光研究O_2~+注入Si的退火特性

用椭圆偏振仪测量了O+2 注入Si后的椭偏参数Φ和Δ ,给出了离子注入辐射损伤与注入剂量和注入能量的关系 .同时 ,对离子注入片在N2 气氛中进行等时热退火 ,测量了Φ和Δ ,给出了O+2 注入Si的退火特性 .结果表明 :O+2 注入Si的退火特性曲线 ,对不同的注入剂量和注入能量分别为“V”形和“W”形 .对此结果 ,我们进行了初步地分析和讨论     

非晶态硅的激光辐照研究

我们对不同的晶态硅样品,进行高剂量(1×10~(14)—1×10~(16)cm~(-2))的离子注入,采用不同的离子源(B,P,A_s)和不同的注入能量(60—100kev),最终形成非晶态层。 文章给出激光辐照使a—S_i向c—S_i发生结构转变的观测结果。 文中还对不同形式样品的c—v实验曲线进行讨论。     

硫离子注入制备N.GaAs薄层

本文讨论了用S~ 注入掺铬的半绝缘GaAs衬底以制备N—GaAs薄层。目的是代替微波低噪声砷化镓肖特基势垒场效应管(SBFET)所需要的GaAs薄外延层。注入条件:能量100Kev,剂量1.5×10~(13)/cm~2,退火温度为825℃,退火时间15分钟。已经做出0.2～0.3μm厚的N型薄层,平均载流子浓度为5×10~(16)～1×10~(17)/cm~3。。载流子迁移率在2600～3400cm~2/V.S的范围。薄层厚度和载流子浓度的均匀性是好的。采用双注入即注入S~ 之后,再注入P~ 可以改善注入层的电特性。利用S~ 注入制备的N—GaAs薄层,已制出SBFET,其跨导和夹断电压可与气相外延薄层制备的SBFET相比拟。     

瞬态退火过程中高密度缺陷运动对PN结漏电流影响的机理

5×10~(16)cm~(-2)的As高注量注入Si时,瞬态退火过程中出现高密度缺陷.它是由超饱和As浓度的存在造成的,其分布随退火时间增加而展宽.这种缺陷在退火过程中导致奇异扩展的出现.As浓度分布在高密度缺陷区与单晶区交界处出现拐点.拐点深度随退火时间加长而变深.高密度缺陷扩展结果导致PN结漏电流增加.讨论了缺陷运动对PN结漏电流影响的机理.     

■注入Si 的晶格应变与扩展电阻

本文用全自动化x射线衍射仪给出了As~+注入Si的x射线衍射峰分布。用Levenberg-Marguarat法模拟实验曲线,根据x射线衍射的运动学理论,在试探应变函数和多层模型的基础上,通过自编程序计算给出了As~+注入Si后晶格变随注入深度、注入剂量和退火温度的变化。同时,测量了As~+注入Si后在不同温度下的扩展电阻,将扩展电阻换算成电阻率。结果表明,离子注入引起晶体微观结构的变化——晶格应变与晶体宏观电学性质——电阻率的变化基本上一致。     

硅雪崩击穿冷微阴极的电子发射特性

制成高电子发射效率的稳定可靠的冷阴极是使真空微电子器件得以实现的关键.本文报导了硅超浅PN结雪崩击穿式冷阴极的结构和工作原理以及电子发射的测试结果. 器件结构和工作原理冷阴极的基本结构如图1所示,图1中中心P~+N~(++)区是电子发射有源区.N~+环区为接触区.P~+和N~(++)区分别由硼和砷离子注入形成.硼注入条件为25 KeV,1.5 E13cm~(-2)+60 KeV,1.5 E13cm~(-2).硅片在B~+注入后放入900℃氮气中退火1小时,使硼离子得到有效激活.砷注入条件为10～     

Xe^＋离子注入聚合物Q膜的拉曼光谱研究

分析了Xe~+离子注入聚合物Q膜的拉曼光谱,对原始Q膜的拉曼谱线进行了指定.实验结果表明,随离子注入量的增加,其分子结构的特征谱线逐渐消失,当注入剂量达1×10~(17)Xe~+/cm~2时,注入层中原始膜的全部谱线消失,只在～1550cm~(-1)处出现宽的拉曼峰,说明注入层的分子结构遭到破坏,出现类似非晶碳的结构,注入层的电导率增加与其结构变化密切相关.     

组合离子注入的杂质浓度分布与损伤分布比较

用LSS理论,计算了注入能量为180keV,注入剂量为1×10~(13)～5×10~(15)ion/cm~2的N_2~ /As~ 组合离子注人Si的杂质浓度分布,由X射线衍射的运动学理论,利用多层模型和试探应变函数拟合X射线衍射曲线,得到了晶格应变随注入深度的分布,并将二者进行了比较.结果表明N_2~ /As~ 组合离子注入单晶Si的应变分布曲线为单峰,位于杂质浓度分布曲线的双峰之间,靠近重离子峰.     

椭圆偏振光研究O^＋2注入Si的退火特性

用椭圆偏振仪测量了O^ 2注入Si后的椭偏参数Φ和△。给出了离子注入辐射损伤与注入剂量和注入能量的关系，同时，对离子注入片在N2气氛中进行等时热退火，测量了Φ和△，给出了O^ 2注入Si的退火特性，结果表明：O^ 2注入Si的退火特性曲线，对不同的注入剂量和注入能量分别为“V”形和“W”形，对此结果，我们进行了初步地分析和讨论。