电子辐照高阻NTD硅中缺陷的退火特性

本文研究了高阻（８０－１１０Ω．ｃｍ）ＮＴＤ－ＦＺ－Ｓｉ－Ｐ＾＋ｎ结中经电子辐照缺陷态在真空条件下的等时,等温退火特性,获得了５个缺陷能级,结果表明其中,Ｅ３,Ｅ４,能级是主要的复合中心。     

中子嬗变掺杂氢区熔硅电阻率恢复特性

中子嬗变掺杂硅(NTD-Si)等时热退火特性的研究,国内开始于80年代初,到1986年,认为其规律已经基本清楚.但是1988年发现NTD直拉Si退火中电阻率的变化不同于以往的报道,还存在一种800—1000℃温区的中子辐照施主,因而必须进行不同于NTD区熔Si的退火处理.以往对于NTD区熔Si的辐照都选择了大致相同的     

双极晶体管中子辐照后的高温退火特性

利用硅双极晶体管在线监测中子注量,其直流增益和损伤常数是作为探测器指标的重要参数。高温退火可使受到中子辐照的双极晶体管性能部分恢复,进而可以重复使用。开展高温退火特性研究,分析双极晶体管直流增益的恢复程度以及损伤常数的重复性。在快中子脉冲堆上对贴片型3DG121C双极晶体管进行三轮中子辐照,每轮辐照累计注量2.64×10~(13)cm~(-2)。经过第一轮中子辐照后,双极晶体管直流增益下降至辐照前的40%,经过180℃连续24 h的高温退火后,直流增益恢复至辐照前的67%;经过第二轮辐照后,直流增益下降至第二轮辐照前的50%,在相同条件下退火后,直流增益恢复至第二轮辐照前的73%;经过第三轮辐照后,直流增益下降至第三轮辐照前的58%,在相同条件下退火后,其直流增益恢复至第三轮辐照前的87%。三轮实验结果表明:双极晶体管直流增益倒数随辐照中子注量变化的线性关系基本一致,具体表现为其损伤常数具有很好的重复性。利用该高温退火特性,将双极晶体管作为中子注量探测器应用于快中子脉冲堆中子注量在线监测,监测结果与活化箔结果基本吻合。     

正电子检测直拉硅的中子辐照缺陷

在90～300K温区范围内测试了中子辐照直拉硅单晶的正电子寿命谱及红外光谱,发现直拉硅单晶的中子辐照缺陷主要是双空位和氧-空位复合体.此外,还分析了这些缺陷的一些基本性质.     

天然锗纳米晶的制备与中子嬗变掺杂研究

采用离子注入法及退火工艺,在硅基二氧化硅薄膜中制备了镶嵌结构的天然Ge纳米晶样品. 通过退火实验研究,发现随着退火温度的升高,纳米晶的晶态峰峰位红移,这意味着Ge纳米晶受到的应力减小. 当退火温度达到 700 ℃时,纳米晶的晶态峰强度显著增强,而且薄膜中与Ge有关的缺陷发光减弱. 采用中子嬗变掺杂法对天然Ge纳米晶进行了掺杂,X射线荧光光谱数据表明,样品中成功的引入了Ga杂质和As杂质. 薄膜中形成的与Ge有关的缺陷具有稳定的结构,中子辐照之后其发光仍然存在,而且,掺杂后的样品中没有发现与Ga或As有关的     

高阻硅掩膜选择性生长多孔硅阵列

介绍一种在低阻P型硅衬底上用氢离子注入技术形成局部高阻硅掩膜，用电化学腐蚀选择性生长多孔硅微阵列的工艺流程。结果证明，用高阻硅掩膜选择性生长多孔硅具有很好的掩蔽效果，生成的多孔硅阵列的有序性和完整性良好。     

NTD硅电子辐照缺陷的等时退火特性

本文研究了ＮＴＤ硅，经电子辐照缺陷的等时退火特必最五个缺陷能级，结果表明其中Ｅ３和Ｅ４级有比它三个能级的热稳定性更好。     

注氢(111)硅片高温退火后形成的二次缺陷

硅材料与氢的相互作用是影响其结构完整性的重要方面．高分辨电子显微术被用于研究注氢硅片高温退火时形成的二次缺陷．实验发现高温退火如低温退火处理一样会导致(111)注氢硅片中出现裂纹，但不同之处在于裂纹的下部还有大量的位错发射，而且有些裂纹并未完全裂开，表现为非晶带．另外，高温退火还导致空腔的出现，空腔呈截角八面体形状，以{111}和{100}面为内表面，可以有非晶状的内壁．空腔平行于正表面成串状排布．空腔间有位错带与之相连。     

低阻硅TSV高温工艺中的热力学分析

针对低阻硅TSV热力学研究的空白做出了相应的仿真分析.首先介绍了低阻硅TSV转接层的加工工艺,接着基于实验尺寸,在350℃工艺温度下,模拟了低阻硅TSV的涨出高度及应力分布.不同于铜基TSV,低阻硅TSV的涨出区域主要集中在聚合物绝缘层的上方.为了减小低阻硅TSV的涨出高度及热应力,分别对工艺温度、表面SiO₂厚度、低阻硅TSV的直径、高度、间距和BCB绝缘层厚度进行了变参分析.结果表明,减小BCB绝缘层的厚度及高度以及增加表面SiO₂厚度是抑制低阻硅TSV膨胀高度及减小热应力的有效方法.      

电子辐照硅的缺陷退火特性及少子寿命控制

本文研究电子辐照硅p~+-n结的缺陷退火特性及少子寿命控制.在双空位的退火过程中存在两种退火机理,分别在较低温度下及在较高温区内起主要作用.得出缺陷E_3的激活能为1.7eV,频率因子为2.8×10~9S~(-1).控制少子寿命的中心是双空位及E_3.     

用DLTS研究硅中注磷缺陷的退火行为

用DLTS确定N型硅中注磷产生的电学缺陷,测量了从200℃到700℃热退火和不同辐照时间的CW-CO_2激光退火后电子陷阱的能级,浓度剖面分布和俘获截面,根据缺陷的退火行为并和已报道的数据进行了比较,分析了缺陷的可能构造。     

薄层高阻硅外延制备工艺研究

轻掺硅外延层/重掺衬底结构作为现代电力电子器件的关键基础材料,其厚度均匀性、电阻率均匀性等关键参数与所制器件的性能密切相关。通常基于重掺衬底的轻掺硅外延层,电阻率比厚度数值至少会低1个数量级,可以有足够的反应时间爬升到稳定轻掺态。但在特定的应用领域,所需外延层电阻率高于厚度数值2倍以上,并且要求电阻率、厚度参数控制精确。传统外延工艺中电阻率受自掺杂影响,爬升速率缓慢,均匀性始终不能达到预期目标。基于外延掺杂机理,通过设计低温外延生长、基座包硅等多种手段,可有效抑制系统自掺杂干扰,实现了硅外延层厚度不均匀性1.5%,电阻率不均匀性2%的研制目标。     

高硅铝合金材料高温充氧氧化工艺

针对应用广泛的高硅铝合金电子封装材料,采用高温充氧氧化工艺,对已挤压成形的Al-30Si及Al-40Si高硅铝合金材料进行后续处理,通过扫描电镜、金相显微镜、热物性测试仪及电子万能拉伸试验机等,对材料显微组织、密度、气密性、热膨胀系数、热导率及抗压强度进行了分析比较。研究结果表明:高温充氧氧化后材料晶粒长大,Si含量高的材料长大更为明显,并存在Si颗粒偏聚现象;高温氧化后材料致密度增加,气密性提高;氧化后Al-30Si材料热膨胀系数略有增加,而充氧氧化对Al-40Si材料的热膨胀系数的影响不明显,但可提高材料热导率,Al-30Si与Al-40Si材料热导率分别提高16.4%和23.5%;高温氧化工艺显著降低材料抗压强度,Al-30Si与Al-40Si材料经氧化后抗压强度分别下降26.8%和20.5%。     

高硅铝合金高温微观力学行为研究

高硅铝合金以其优异的性能在电子封装领域具有广阔的应用前景,准确地测量其高温微观力学行为具有重要意义.本文基于数字图像相关(DIC)方法,对Al-27%Si、Al-42%Si、Al-60%Si3种不同硅含量高硅铝合金的拉伸试样开展了扫描电子显微镜(SEM)下的高温原位拉伸实验研究.分析了在20～300℃下测得的3种合金的应力-应变曲线、微尺度全场应变分布规律以及拉伸试样的断口形貌.结果表明,硅的含量和温度对高硅铝合金拉伸力学行为具有显著的影响.随着温度的升高,3种合金的应变量均逐渐增大,其中Al-27%Si的应变量变化最大.3种合金的抗拉强度随温度的升高均近似呈线性趋势降低,常温下Al-27%Si最高,200℃以上时Al-42%Si最高,Al-60%Si合金的抗拉强度最低.在Al-27%Si与Al-42%Si合金的应变场中的铝基体相内部出现了明显的应变集中现象,而Al-60%Si的应变分布较均匀.温度对3种合金的微尺度拉伸变形场分布规律影响不大.合金的拉伸断口形貌表明,随着硅含量的增加,高硅铝合金主要的拉伸断裂机制由铝相的韧性断裂逐渐转变为硅相的脆性断裂,而温度对其影响较小.3种高硅铝合金在不同温度下拉伸时均无明显的屈服现象,也未出现颈缩现象.     

高阻硅衬底MOS结构共面波导的偏压特性

提出一种新型高阻硅(电阻率ρ>8kΩ.cm)衬底MOS(metal-oxide-semiconductor)结构的凸起式共面波导。给出了其在50MHz～40GHz频段的插入损耗和回波损耗测试结果,以及在-40V～+40V直流偏压下散射参数的变化。结果表明,随着偏压的变化,回波损耗在Ka波段极值点的频率和幅值均会产生偏移,插入损耗极值点的频率基本没有偏移,只存在幅值偏移。共面波导的损耗偏移与MOS结构的Si-SiO2界面效应有关,在凸起式共面波导损耗的偏压实验中,观察到与传统MOS结构共面波导相反的曲线,并尝试给出了理论解释。该文设计的共面波导在35GHz下实现了小于-0.010dB/mm的损耗,优于Ka频段硅衬底共面波导已报道的结果。     

电子辐照直拉硅退火后辐照施主行为的研究

利用多种实验手段对电子辐照直拉硅退火过程中辐照缺陷的施主效应进行了研究,同时探讨了不同辐照剂量、初始氧含量以及预处理对辐照施主形成的影响．实验结果表明,电子辐照直拉硅后其电阻率迅速增加,低温退火即可恢复真实值;辐照施主是氧施主一缺陷的复合体,其激活温度在750℃左右,低温预处理有助于辐照施主的异质形核．     

低温高磁感取向硅钢高温退火过程高斯晶粒的演变

对低温加热工艺生产的以AlN为主抑制剂的高磁感取向硅钢高温退火过程进行中断实验,借助电子背散射衍射技术对高温退火过程中高斯晶粒的演变进行了研究.在升温过程中高斯晶粒平均尺寸先减小再增大.800℃时取向分布函数图出现高斯织构组分,但强度很弱,高斯晶粒偏离角在10°以上;900℃时高斯晶粒平均生长速率超过其他晶粒;950~1000℃时高斯晶粒异常长大,偏离角3°~6°;在1000℃之前高斯取向晶粒相比于其他晶粒没有尺寸优势.     

高温后退火对薄膜太阳能电池光电性能的影响

应用SILVACO仿真软件,对N、P区杂质浓度分别为1×1016和1×1017cm-3的非晶硅薄膜太阳能电池进行了后退火工艺仿真研究.结果表明:非晶硅薄膜太阳能电池的光谱响应特性随着后退火温度的升高和退火时间的增加而提高.与未后退火电池相比,保持后退火时间1 min,退火温度分别为900,950和1 000℃时,电池的短路电流(Isc)增加约5.39%;保持后退火温度为950℃,退火时间从1 min增加到5 min,电池的短路电流(Isc)提高约6.37%.但是,电池的光谱响应特性的提高与后退火工艺参数不成正比关系.为了减小后退火对电池杂质再分布的影响,确定最佳后退火工艺参数为950℃和4 min.研究表明在薄膜电池的生产中增加后退火工艺可以有效地提高薄膜太阳能电池的光谱响应性能.     

用电火花技术制作P型高阻硅的欧姆接触

检测高阳硅单晶材料的杂质补偿度和迁移率时,必须要有良好的欧姆接触。本文提出用银头烙铁将多元合金(InBAlNi)涂敷在P型硅片上,经电火花放电技术可对电阻率高达1000Ωcm的样品制成欧姆接触。通过电流电压特性、接触电阻率和离子探针的测量,讨论了欧姆接触的机理和载流子输运的特征。电火花技术使多元合金与高阻P型硅样品在电容器放电的瞬间所产生的高能量作用下,交界面处的硅与合金相互熔融,冷却时,电活性受主元素又以高浓度析出,使原来的高阻硅变为P~ ,形成了欧姆接触。不同温度的接触电阻率测量,结合与掺杂浓度关系的计算表明,穿过金属与半导体硅接触的电流输运是热离子场发射机理,载流子隧穿势垒是主要的输运过程。     

MoCrFeMnNi高熵合金退火后的组织和性能

高熵合金因具有高强度、耐腐蚀、耐高温氧化等优异的性能而备受关注.采用铝热反应法制备MoCrFeMnNi高熵合金,用XRD、SEM、EDS、显微硬度和压缩实验研究了铸态及700 ℃/12 h、800 ℃/6 h、1 000 ℃/3 h退火后合金的组织和性能变化.结果表明:铝热法制备的MoCrFeMnNi高熵合金为典型的枝晶形貌,晶体结构主要由BCC相、FCC相以及少量的σ相构成,其中枝晶区域为BCC结构,富含Mo和Cr元素;枝晶间区域为FCC结构,富含Ni元素.随着退火温度的上升,枝晶间逐渐析出纳米级σ相,使得合金硬度上升,在800 ℃/6 h退火处理后达到667 HV,抗压强度达到1 050 MPa;1 000 ℃/3 h退火后,σ相团聚成球状和针状并在高温下部分溶解,σ相的减少使得合金硬度下降,抗压强度与铸态时相当,塑性显著提升.