硅及硅基半导体材料中杂质缺陷和表面的研究

随着超大规模集成电路设计线宽向深亚微米级（<0.5μm）和亚四分之一微米级（<0.25μm）发展，对半导体硅片及其它硅基材料的质量要求越来越高，研究上述材料中各种杂质的行为，控制缺陷类型及数量，提高晶体完整性，降低表面污染和采用缺陷工程的方法改善材料质量显得尤为重要。文章阐述了深亚微米级和亚四分之一微米级集成电路用大直径硅材料中铁、铜金属和氧、氢、氮非金属杂质元素的行为，点缺陷及其衍生缺陷的本质与控制方法，硅片表面形貌、表面污染与检测方法的研究热点。同时还介绍了外延硅、锗硅及绝缘体上硅（SOI）等硅基材料的特性、制备及工艺技术发展趋势，展望了跨世纪期间硅及硅基材料产业发展的技术经济前景。     

N型硅外延片表面状态对肖特基接触的影响

本文采用化学气相沉积(CVD)方法,利用平板式外延炉,在5英寸111晶向,2×10-3Ω·cm重掺As衬底上,生长N/N+型硅外延;试验中采用电容-电压方法,利用汞探针CV测试仪,通过金属汞与硅外延片表面接触形成肖特基势垒,测试势垒电容并转换为外延层载流子浓度和电阻率,实现对外延层电阻率的测量。在此过程中,我们研究了自然氧化、H2O2水浴、紫外照射三种氧化方法,处理硅外延片表面,形成10~15A的氧化层,并对比分析了三种氧化方法所形成的硅外延片表面状态,以及对电阻率测试结果的影响。通过实验对比,H2O2水浴方法,获得的硅外延片表面最为稳定,重复测试标准差±1%。     

对影响外延片表面质量的若干问题的研究

外延片作为制造多种分立器件的必须材料,其地位已愈发重要。外延片的表面质量对外延片整体质量有很大影响。本文对在外延片生产中,影响外延片表面,引起外延生产大部分不合格率的颗粒、暗点、滑移线等主要问题进行了研究,总结了批量生产中针对此类问题采取的预防改进措施。关注产品表面质量,减少或根除这些因素对外延片表面的影响,将对保证产品质量、提升产品合格率起到积极作用。     

基于Halcon的圆形陶瓷片表面缺陷检测方法

针对圆形陶瓷片的产品特性以及厂家检测的需要,设计了一种基于Halcon平台的表面缺陷分区检测算法.通过前期预处理中的灰度化、图像增强处理以及ROI的选取后,再针对不同缺陷分别采用阈值分割、极坐标转换及边缘提取等方法获取产品缺陷区域并进行检测.实验结果证明本检测算法具有较高的准确性,并能较好地满足实际检测要求.     

磁瓦表面夹层缺陷的检测和识别方法

为了改变目前以目视为主的磁瓦缺陷检测现状,应用计算机视觉技术检测与识别磁瓦缺陷.首先,应用图像剪切技术获得需要检测的部分;然后,应用Laplacian算子和Wiener滤波器进行图像锐化和滤波去噪,选择相应的阈值进行图像二值化;最后根据白色区域的面积和周长与给定的阈值进行比较,实现夹层缺陷的检测.MATLAB仿真实验验证了算法的有效性.     

CVD法制备高质量硅外延片的工艺研究

本文采用化学气相沉积(CVD)法在单晶硅衬底上沉积硅外延层,同时研究了沉积工艺对外延层电阻率和厚度的影响规律。研究发现采用H2气变流量吹扫后可以有效抑制非主动掺杂,提高外延层电阻率的均匀性;衬底表面气流边界层厚度会对外延层的沉积速率有显著的影响。通过对沉积工艺的控制可以得到电阻率和厚度均匀性良好的硅外延层。     

NaOH溶液浓度对激光刻蚀多晶硅片表面织构的影响

利用扫描电镜表征硅片样品的表面形貌,用光谱仪测试硅片的反射率,并且用少子寿命测试系统测试硅片电学性能,研究了在进行多晶硅太阳能电池表面织构过程中NaOH溶液浓度对其的影响,结果表明:NaOH溶液浓度选择10%时,有效清除多晶硅片表面缺陷的同时,硅片表面织构减反射效果显著,并能兼顾硅片电学性能。     

工件表面微小缺陷的检测与识别方法

针对微小缺陷在复杂背景图像情形下分割难的问题,提出了一种基于像元搜索算法的微小缺陷检测方法.首先采用直方图均衡化提升背景与缺陷目标的对比度,在分析噪声分布特点的基础上,利用基于中值和均值滤波的改进滤波算法对图像进行去噪等前期预处理;然后根据背景灰度分布,在目标分割过程中采用分块、按方差大小排除背景图像块、初定目标和剔除伪目标的缺陷像元搜索算法;最后采用矩形度和区域占空比进行缺陷特征提取.结果表明,对于背景不均匀、目标与背景区分不明显这类复杂背景图像,所提出算法相对于传统的Otsu等算法能够更好地分割出弱小缺陷目标,提高了检测缺陷的准确性.     

基于DSP和图像识别的拉索表面缺陷检测技术

针对国内对拉索表面保护材料层的两种检测方法的不足,搭建以嵌入式DSP为核心处理器,结合CCD、视频解码芯片、SDRAM、FLASH ROM等外围资源的采集和检测系统,提出了一套快速识别拉索表面缺陷的检测识别算法,包括:确定图像区域,改进中值滤波,SOBEL边缘检测和动态阈值分割,形态学闭合运算,缺陷面积计算和存储.实验结果表明该方法实现了桥梁拉索表面缺陷的实时、非接触的智能化检测,并给出了该系统所能达到的指标.该系统结构简单、成本较低、操作简便、具有重要价值.     

基于计算机视觉的冲压件表面缺陷检测方法

本文提出了一种新的用于检测冲压件表面缺陷的视觉系统。该系统利用一组LED条形光源从冲压件表面的四周打光,这样做可以使光线的主要辐射能量沿着平行于表面的方向,进而增强了表面缺陷和冲孔边缘的成像效果,简化了刮痕等表面缺陷的定位,以及冲孔尺寸和位置的测量。因此,系统可以通过有效的形状和尺寸分析对缺陷进行分类。本文提出的视觉检测系统是整个自动分拣系统中的核心部分,实际运行效果验证了本文系统的有效性。     

红外光弹三向进光法研究硅晶片的应力状态

本文根据双折射原理,采用红外光弹三向进光法,对硅晶片的二维应力状态进行测量和研究。测定了在器件加工中{111}和{100}硅晶片各层的主应力的大小和方向,并对测量误差、三个进光方向选定和测量结果进行了分析和讨论。     

硅片力学行为与表面损伤

研究了硅片力学行为与表面损伤的关系．结果表明，Ｍ２０金刚砂研磨使硅片表面产生损伤和微小裂纹，研磨硅片在常温工艺中容易破碎，机械强度较低；在高温工艺中容易弯曲或翘曲，抗形变能力差．研磨后化腐３０μｍ左右可使强度提高１倍多，达到材质固有强度，高温弯曲度变化降到磨片的１／４～１／３．研磨片表面７～８μｍ的微腐也可使强度提高到材质强度的７０％～８０％，弯曲度变化降到磨片的１／２～２／３．     

热处理产品质量的Fuzzy控制与分析

影响热处理产品质量的因素较复杂，可视其相互之间交叠的条件而异．作者书Ｆｕｚｚｙ数学用于热处理工艺，建立了相应的质量控制模型．用计算机对刃具热处理实施控制，效果更佳．     

物面倾斜对激光三角位移测量精度影响的研究

在高精度激光三角法位移测量中，被测物面的倾斜对测量精度影响很大。本文利用光散射原理研究了物面倾斜角与激光三角位移计光电接收面上会聚光斑的光能质心的关系，进而推得了物面倾斜角与相应的倾斜误差间的关系式。实验结果与理论预计基本一致。在此基础上提出了校正倾斜误差的方法。     

微晶硅膜MIS结构光位敏探测器的研制

采用快速退火工艺，促使非晶硅膜固相晶化，获得具备器件质量的微晶硅膜，以此晶化膜作基本材料，采取侧向光伏效应的工作模式，以金属－绝缘体－半导体（ＭＩＳ）结构成功地研制出了一维微晶硅膜的光位敏探测器，实验结果表明，该器件具有非晶硅器件与晶体硅器件互补兼容特色。     

平面电磁波在不同参数介质分界面上的全折射和全反射

从电磁场的边界条件出发，考虑电磁波的能量在两种介质分界面上传播的特点，详细地分析了平面电磁波在两种介质分界面上发生的全折射和全反射现象，讨论了各种现象存在的可能性和发生的条件。     

线偏振光经界面全反射后的偏振态

计算并讨论了线偏振光经界面全反射后其偏振态随入射角的变化规律。当偏振光的偏振方向与入射面呈０°、９０°时，反射光为线偏振光；呈４５°时，反射光为圆偏振光，且这种偏振特性及方位角值不随入射角发生变化。     

椭圆偏振光的全反射

计算并讨论了椭圆偏振光经界面全反射后，椭圆形状随入射角的变化而变化。     

普克尔斯效应反射法测量绝缘膜表面放电电荷的分布

介绍用普克尔斯效应反射测量系统测量绝缘膜上表面电荷分布的方法，与原来的透射法相比，反射法可以避免薄膜本身光学特性的影响，因而提高了测量准确度．采用高速光检出装置，反射法可用于测量直流、脉冲及交流沿面放电时绝缘膜上表面电荷密度及分布．文中较详细地介绍了低密度聚乙烯膜交流沿面放电时表面电荷分布的测量结果．