磷离子注入速率对4H-SiC(0001)晶格恢复与电阻率降低的影响

高剂量的磷离子注入4H-SiC(0001)晶面，注入速率从1.0×1012到4.0×1012 P+ cm-2s-1变化，而注入剂量固定为2.0×1015 P+ cm-2。室温注入，1500oC的高温下退火。利用光荧光和拉曼谱分析注入产生的晶格损伤以及退火后的残余缺陷。通过霍耳测试来分析注入层的电学性质。基于上述测试结果，发现通过减小磷离子的注入速率，极大地减少了注入层的损伤及缺陷。考虑到室温注入以及相对较低的退火温度(1500 oC)，在注入速率为1.0×1012 P+ cm-2s-1及施主浓度下为4.4×1019 cm-3的条件下，获得了非常低的方块电阻106 Ω/sq。     

氦离子注入4H-SiC晶体的纳米硬度研究

4H-SiC晶体经能量为100 keV,剂量为3×10¹⁶ cm^-2的氦离子高温（500 K）注入后,再在773—1273 K温度范围内进行了退火处理,最后使用纳米压痕仪测量了样品注入面的硬度.测试结果表明,在500—1273 K温度范围内样品的硬度随退火温度升高呈现先增大后减小再增大的趋势,其中773 K退火样品的硬度增大明显.分析认为,退火样品的硬度变化是由退火过程中缺陷复合与氦泡生长导致样品内部的Si—C键密度、键长和键角改变引起的. 关键词： SiC 注入 氦泡 纳米压痕     

He离子辐照6H-SiC引入缺陷的光谱研究

实验采用300 keV的He²⁺辐照6H-SiC,辐照温度分别为室温,450,600和750 ℃,辐照剂量范围为1×10¹⁵–1×10¹⁷ cm^-2,辐照完成后对样品进行拉曼散射和紫外可见透射光谱测试与研究. 这两种分析方法的实验结果表明,He离子辐照产生的缺陷以及缺陷的恢复与辐照剂量和辐照温度有着直接关系. 室温下辐照会使晶体出现非晶化,体现在拉曼特征峰消失,相对拉曼强度达到饱和(同时出现了较强的Si-Si峰);高温下辐照伴随着晶体缺陷的恢复过程,当氦泡未存在时,高温辐照很容易导致Frenkel对、缺陷团簇等缺陷恢复,当氦泡存在时,氦泡会抑制缺陷恢复,体现在相对拉曼强度和相对吸收系数曲线斜率的变化趋势上. 本文重点讨论了高温辐照情况下氦泡对缺陷聚集与恢复的影响,并与高温下硅离子辐照碳化硅结果进行了对比. 关键词： 6H-SiC 氦泡 拉曼散射光谱 紫外可见透射光谱     

Ce~(3+)注入对超晶格中硅纳米晶光致发光强度的影响

研究了铈离子注入和二次退火等因素对硅纳米晶(nc-Si)发光强度的影响.利用电子柬蒸发以及高温退火得到nc-Si/SiO2超晶格结构.随后将该结构样晶分别注入2.0×1014cm2和2.0×1015cm-2剂量的铈离子(Ce3+),再分别以不同温度对其进行二次退火,获得多种样品.通过对样品光敏发光光谱的分析发现,Ce3+注入后未经过二次退火的样品发光强度急剧下降.二次退火后的样品,随着退火温度的升高,样品的光致发光灶度逐渐增强,但当温度超过600℃时,发光强度反而下降,600℃为二次退火的最佳退火温度.注入适当剂量的Ce3+,其发光强度可以超过未注入时的发光强度,Ce3+的注入存在饱和剂量.研究表明,样品发光强度的变化受到铈离子注入剂量和注入后二次退火温度等因素的影响,并且存在着Ce3+到nc-Si的能量传递.     

基于离子注入技术的ZnMnO半导体材料的制备及光谱表征

通过离子注入技术制备了ZnMnO半导体材料，研究离子注入剂量与退火对材料光谱性质的影 响.Raman光谱研究发现，575cm^-1处声子模展宽是由高剂量Mn注入引起的缺陷所 致，退火样品528cm^-1振动模来自Mn相关的杂质振动.室温光致发光谱表明，退 火对高剂量注入样品的可见发光带有增强作用. 关键词： ZnMnO 离子注入 Raman光谱 室温光致发光     

非故意掺杂4H-SiC外延材料本征缺陷的热稳定性

采用电子顺磁共振（ESR）和低温光致发光（PL）技术,研究了退火温度对低压化学气相沉积法（LPCVD）制备的非故意掺杂 4H-SiC材料中本征缺陷稳定性的影响.结果发现,当退火时间为10 min和30 min时,本征缺陷浓度均随着退火温度的升高而增大,当退火温度达到1573 K时材料中本征缺陷浓度达到最大,继续升高退火温度将使材料中本征缺陷浓度迅速降低.退火温度对材料中本征缺陷的影响主要是由于退火中本征缺陷的稳定化过程及本征缺陷之间发生强烈的相互作用引起的. 关键词： 高温退火 本征缺陷 电子顺磁共振谱 光致发光     

注入Si中的稀土离子Er3+的光学特性

用离子注入方法,将稀土离子Er3+注入到n-Si单晶中,通过对其低温(77K)光致发光光谱的测量,研究其光学特性.结果表明,注入剂量控制在1×1012cm-2～1×1015cm-2范围,退火温度控制在900℃～1100℃时,样品的主要发光峰值位于1.54μm左右.研究了样品的光致发光光谱随注入剂量、退火温度的变化关系,给出峰值在1.54μm附近的未分辨开的谱线的半宽为16.4meV.     

氢钝化对硅纳米晶发光强度的影响

通过热蒸发方法在单晶硅衬底上沉积了SiO/SiO₂超晶格样品,在氮气保护下对样品进行高温退火,得到硅纳米晶/SiO₂超晶格结构。随后将该结构样品分别注入3.0×1014和3.0×1015 cm-2两种剂量的H+。通过对样品的光致发光光谱的分析发现,H+注入后未经过二次退火的样品发光强度急剧下降;二次退火后的样品,随着退火温度的升高,发光强度逐渐增强;注入足够剂量的H+,其发光强度可以远远超过未注入时的发光强度。研究表明,样品发光强度的变化取决于样品内部缺陷面密度的改变,而缺陷面密度是由氢离子的注入剂量和注入后再退火的温度等因素决定的。     

掺铒GaN薄膜的背散射/沟道分析和光致发光研究

采用背散射（RBS）/沟道（channeling）分析和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）研究了掺铒G aN薄膜的晶体结构和光致发光（PL）特性.背散射/沟道分析结果表明：随退火温度的升高， 薄膜中辐照损伤减少；但当退火温度达到1000℃，薄膜中的缺陷又明显增加.Er浓度随注入 深度呈现高斯分布.通过沿GaN的<0001>轴方向的沟道分析，对于900℃，30min退火的GaN:Er 样品，Er在晶格中的替位率约76％.光谱研究表明：随退火温度的升高，室温下样品的红外P L峰强度增加；但是当退火温度达到100 关键词： GaN Er 离子束分析 光致发光     

离子注入GaN的拉曼散射研究

研究了离子注入前后GaN的拉曼散射光谱,特别是其中几个在各种离子注入后都存在的拉曼散射峰,如298,362和661cm-1峰的性质,峰值强度随注入元素原子量、注入剂量和退火温度的变化关系.上述三个拉曼散射峰的强度都随注入元素原子量的增加而降低.当注入剂量增大时,362和661cm-1峰值强度减少,而298cm-1峰值强度却增大.随退火温度的升高,这三个拉曼散射峰的强度先增加后降低.对所观察到的实验现象和这三个峰的起源进行了分析和讨论. 关键词： GaN 离子注入 拉曼散射 局域振动     

退火对Ge诱导晶化多晶Si薄膜结晶特性的影响

本文采用磁控溅射法, 衬底温度500 ℃下在硅衬底上分别制备具有Ge填埋层的a-Si/Ge 薄膜和a-Si薄膜, 并进行后续退火, 采用Raman光谱、X射线衍射、原子力显微镜及场发射扫描电镜等对所制薄膜样品进行结构表征. 结果表明, Ge有诱导非晶硅晶化的作用, 并得出以下重要结论: 衬底温度为500 ℃时生长的a-Si/Ge薄膜, 经600 ℃退火5 h Ge诱导非晶硅薄膜的晶化率为44%, 在相同的退火时间下退火温度提高到700 ℃, 晶化率达54%. 相同条件下, 无Ge填埋层的a-Si薄膜经800 ℃退火5 h薄膜实现晶化, 晶化率为46%. 通过Ge填埋层诱导晶化可使在相同的条件下生长的非晶硅晶薄膜的晶化温度降低约200 ℃. Ge诱导晶化多晶Si薄膜在Si(200)方向具有高度择优取向, 且在此方向对应的晶粒尺寸约为76 nm. 通过Ge诱导晶化制备多晶Si薄膜有望成为制备高质量多晶Si薄膜的一条有效途径.     

Effects of high-dose Ge ion implantation and post-implantation annealing on ZnO thin films

This paper reports that ion implantation to a dose of 1×10¹⁷ ions/cm² was performed on c-axis-orientated ZnO thin films deposited on (0001) sapphire substrates by the sol-gel technique. After ion implantation, the as-implanted ZnO films were annealed in argon ambient at different temperatures from 600-900℃. The effects of ion implantation and post-implantation annealing on the structural and optical properties of the ZnO films were investigated by x-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL). It was found that the intensities of (002) peak and near band edge (NBE) exitonic ultraviolet emission increased with increasing annealing temperature from 600-900℃. The defect related deep level emission (DLE) firstly increased with increasing annealing temperature from 600- 750℃, and then decreased quickly with increasing annealing temperature. The recovery of the intensities of NBE and DLE occurs at \sim 850℃ and \sim 750℃ respectively. The relative PL intensity ratio of NBE to DLE showed that the quality of ZnO films increased continuously with increasing annealing temperature from 600 - 900℃.     

低剂量磷离子注入快速退火硅中的缺陷研究

本文对低剂量磷离子注入硅经快速热退火后的缺陷特性进行研究。600℃退火就能基本激活注入离子。800℃以下退火样品中的缺陷主要是离子注入形成的辐射损伤缺陷。800℃以上退火样品中存在位错缺陷。位错的形成与离子注入引进的损伤和淬火过程中的热应力有关。1100℃退火样品中的缺陷浓度迅速增大,热应力在硅内部产生大量的滑移位错。 关键词：     

Channeling study of boron implanted silicon: Liquid nitrogen temperature implantation

Silicon samples have been boron implanted at 150 keV at liquid nitrogen temperature to a dose of 3.6 × 10¹⁵/cm². This dose rendered the implanted layer amorphous as viewed by helium ion backscattering. Four kinds of room temperature measurements were made on the same set of samples as a function of the isochronal annealing temperature. The measurements made were the determination of the substitutional boron content by the channeling technique using the B¹¹(p, α) nuclear reaction, observation of the disorder by helium ion backscattering, determination of the carrier concentration by van der Pauw Hall measurements, and the sheet resistivity by four point probe measurements. These measurements are compared with results from samples implanted at room temperature. The carrier concentration correlates well with the substitutional boron content for both room temperature and liquid nitrogen temperature implantations. Following annealing temperatures in the 600 to 800°C range, a much larger percentage of the boron lies on substitutional lattice sites, and therefore the carrier concentration is larger, if the implantation is done at liquid nitrogen temperature rather than at room temperature. Following liquid nitrogen temperature implantation, reverse annealing is observed from 600 to 800°C in the substitutional boron content, carrier concentration and sheet resistivity. The boron is more than 90 per cent substitutional after annealing to 1100°C for both the room temperature and liquid nitrogen temperature implantations. The low temperature implantation produced a buried amorphous layer, and this layer was observed to regrow from both the surface and substrate sides at approximately equal rates.     

退火对ZnO薄膜晶体结构和ZnO/p-Si异质结光电性质的影响

采用脉冲激光沉积方法在p-Si(100)衬底卜牛长ZnO薄膜,分别在500℃、600℃和700℃下真空退火,采用X射线衍射仪研究了退火对ZnO薄膜品体结构的影响,并测量了ZnO的面电阻和ZnO/p-Si异质结的、I-V特性曲线.研究表明,随着退火温度的升高,ZnO的(002)衍射峰强度逐渐增大,半峰全宽不断减小,同时薄膜内应力减小,ZnO晶粒尺寸变大.表明高温退火有助于ZnO薄膜结晶质量的提高.在没有光照的条件下,异质结的漏电流随退火温度的增加而增大;用650 nm光照射样品时,600℃退火的样品表现出最明显的光电效应,而过高的退火温度会破坏ZnO/p-Si异质结的界面结构,使其光电流变小.所以,要得到性能良好的光电器件,应选取适当的退火温度.     

低温退火对重掺砷直拉硅片的氧沉淀形核的作用

通过对比研究重掺砷直拉硅片和轻掺n型直拉硅片经过低温(450—800℃)和高温(1000℃)两步退火的氧沉淀行为,阐明了低温退火对重掺掺砷直拉硅片的氧沉淀形核的作用.研究指出：重掺砷硅片在450℃和650℃退火时的氧沉淀形核比在800℃退火时更显著,这与轻掺硅片的情况截然相反;此外,与轻掺硅片相比,重掺砷硅片在450℃和650℃退火时氧沉淀的形核得到增强,而在800℃退火时氧沉淀的形核受到抑制.分析认为,重掺砷硅片在450℃和650℃退火时会形成砷-空位-氧(As-V-O)复合体,它们促进了 关键词： 重掺砷直拉硅片 氧沉淀形核 低温退火     

退火参数对熔石英透射波前和损伤阈值的影响

 采用高温退火技术去除熔石英元件表面由于CO2激光修复带来的残余应力,研究了退火环境对元件的表面污染,分析了不同退火温度（600～900 ℃）和保温时间（3～10 h）对于元件残余应力、透射波前、表面粗糙度和激光损伤阈值的影响。结果表明:在800 ℃以下,高温退火10 h可有效去除CO₂激光修复带来的残余应力,对元件的透射波前和表面粗糙度无明显影响;石英保护盒能有效减少退火环境对元件表面产生的污染,但仍有X射线光电子能谱检测不到的表面污染物存在;在退火后采用质量分数为1%的HF刻蚀15 min,激光损伤阈值可恢复,同时元件透射波前和表面粗糙度并无明显的增加。     

热退火对KDP晶体损伤阈值的影响（英）

研究了不同退火温度下磷酸二氢钾（KDP）晶体的透过光谱和损伤阈值的变化。发现热退火对晶体的透过光谱没有影响,退火温度分别为140 ℃和160 ℃时晶体的损伤阈值没有明显变化。但是在150 ℃下,晶体的损伤阈值提高了约1.4倍。实验证明150 ℃下的热退火对提高晶体的损伤阈值效果最好。     

不同退火条件对纳米多孔氧化铝薄膜光致发光的影响

以草酸为电解液,采用二次阳极氧化法制备出了纳米多孔氧化铝薄膜,经不同退火温度和退火气氛处理氧化铝薄膜后,通过分析其光致发光光谱得出：相同的退火气氛中, 退火温度T≤600 ℃ 时,T=500 ℃具有最大的光致发光强度;退火温度T≥700 ℃时,随着退火温度的升高,样品的发光强度增大。在不同的退火气氛中,多孔氧化铝薄膜随着退火温度的升高,发光峰位改变不同,即在空气中退火处理后,随着退火温度的升高,发光峰位蓝移,而在真空中退火处理后,发光峰位并不随退火温度的升高而变化;通过对1 100 ℃高温退火处理后的氧化铝薄膜的光致发光曲线的高斯拟合,可以看出,经退火处理后的多孔氧化铝,主要存在三个发光中心,发光曲线在350～600 nm范围内对应三个发射峰, 发射波长分别为387,410,439 nm。相同的退火温度下,空气中退火得到的氧化铝薄膜的光致发光强度大于真空中退火处理后的氧化铝薄膜。基于实验结果,结合X射线色散能谱(EDS)、红外反射光谱等表征手段,探讨了多孔氧化铝薄膜的发光机制,并对经过不同退火条件得到的多孔氧化铝薄膜的光致发光特性的改变做出了合理的解释。     

The measurement of cone length and range in etched plastics

Abstract

Group V impurities implanted at 400 keV into silicon have been detected in substitutional lattice positions by EPR. Three samples of VFZ, p-type 1200–1500 ohm-cm silicon from the same ingot were implanted with As⁷⁵, Sb¹²¹, and Sb¹²³, respectively. The EPR spectrum of each implanted substitutional impurity was observed after annealing the lattice damage. Only the isotope implanted in each sample was seen. Since only those donors which are electrically active can be observed, this technique measures the electrically active fraction of the implanted species. Upon annealing to 970°C, most of the antimony was active whereas only about 1/5 of the arsenic was observed. Comparisons with backscattering results indicate that between 350 and 600°C, ～95 per cent of the implanted antimony is substitutional but ～0 per cent is electrically active. The increase in electrical activity at 600°C is due to the rise of the Fermi level to the donor level as the residual lattice damage anneals. The paramagnetic damage centers observed were those also seen in oxygen-implanted silicon, Si-P3 and Si-Pl, but the Si-P3 center was not as well resolved and grows upon annealing to 200°C.