H等离子体处理对Si中He注入空腔引起的效应

室温下分别采用40,160和1550 keV的He离子注入单晶Si样品到相同的剂量5×10¹⁶cm^-2,部分经He注入过的样品然后再分别接受高密度H等离子体处理.利用透射电子显微镜分析比较了随后800°C高温退火引起的空腔形成.结果表明,附加的H等离子体处理对空腔生长所产生的效应明显地依赖于He离子的能量.对于40 keV He离子注入,空腔的形成和热生长似乎不受H等离子体处理的影响,而对于160 keV He离子注入,附加的等离子体处理则促进了空腔的生长并伴随着空腔分布区域的变窄.对于1550keV He离子注入,H等离子体处理对空腔产生的效应介于40和160 keV注入情况之间.结合H等离子体处理在Si中所引起的缺陷的产生及其热演变过程对实验结果进行了讨论.     

Si离子注入和H等离子体处理对单晶Si中空腔生长的影响研究

室温下首先采用160keVHe离子注入单晶Si样品到剂量5×10¹⁶ions/cm²,部分样品再接受80keVSi离子辐照到较高的剂量5×10¹⁵ions/cm²或接受高密度H等离子体处理.应用透射电镜观测分析了800℃高温退火引起的空腔的形成形貌.结果表明,附加Si离子辐照或H等离子体处理会影响Si中空腔的生长.就Si离子附加辐照而言,由于辐照引入富余的间隙子型缺陷,因此,它会抑制空腔的生长,而高密度H等离子体处理则有助于空腔的生长.定性地讨论了实验结果.     

原子力显微镜与表面形貌观察

简要介绍原子力显微镜观察材料表面形貌的原理。运用原子力显微镜,观察CD,VCD,DVD和可擦写的VCD光盘的刻录划痕,分析各类光盘的刻录特征,指出原子力显微镜在观察材料表面微米至纳米尺度形貌是非常有效的。     

高电荷态离子126Xeq+引起GaN表面形貌变化研究

用不同电荷态的126Xeq+离子(9≤q≤30)在室温下轰击GaN晶体表面,经原子力显微镜分析表明,当q>18,辐照区域由隆起转为显著的刻蚀.被轰击后的GaN晶体表面形貌主要取决于入射离子的电荷态.同时,样品表面形貌还与入射离子的剂量和入射角有关;在实验参数范围,与入射离子的初动能没有明显关系(180 keV≤Ek≤600 keV).当入射离子的电荷态q=18,与样品表面法线成60°角倾斜入射和垂直表面入射时,样品的表面几乎没有变化,只是倾斜入射后有很微小的隆起;当q＜18时,样品表面膨胀隆起,粗糙度增强,倾斜入射时表面隆起比垂直入射时更明显,而且都有清晰的峰状分界区;当q＞18时,样品表面被蚀刻呈凹陷状,有明显的齿状刻痕,且侵蚀深度与离子剂量近似呈线性关系,倾斜入射时的刻蚀深度大于垂直入射时的刻蚀深度.     

纳米颗粒材料表面形貌结构AFM表征中针尖干扰的修正与评价

原子力显微镜（ＡＦＭ）被广泛地用来进行纳米尺度和亚微米尺度结构材料的形貌表征,其优点是制样简单、无需进行导电处理,但会针尖与样品作用时,由于针尖自身的成像作用,导致得到的图像结果比实际结果要大,这就是针尖的放大效应,文章基于一种简单的数学模型,得到了对实测图像的修正结果,对于一般金字塔形针尖,ＡＦＭ的放大作用可导致粒子尺寸比真实尺寸大近２倍,实测图像的失真状况与针尖的形状因子、粒子的分散状态等因素     

B和H离子顺次注入单晶Si 引起的缺陷及其热演变(英文)

室温下将130 keV,5x1014 cm-2 B离子和55 keV,1x1016 cm-2 H离子单独或顺次注入到单晶Si中,采用横截面试样透射电子显微镜(XTEM)和慢正电子湮没技术(SPAT) 研究了离子注入引起的微观缺陷的产生及其热演变。XTEM观测结果显示,B 和H 离子顺次注入到单晶Si 可有效减少(111) 取向的H板层缺陷,并促进了(100) 取向的H板层缺陷的择优生长。SPAT 观测结果显示,在顺次注入的样品中,B 离子平均射程处保留了大量的空位型缺陷。以上结果表明,B离子本身及B 离子注入所产生的空位型缺陷对板层缺陷的生长起到了促进作用。Abstract:Cz n-type Si (100) wafers were singly or sequentially implanted at room temperature with 130 keV B ions at a fluence of 5x1014 cm-2 and 55 keV H ions at a fluence of 1x1016 cm-2. The implantation-induced defects were investigated in detail by using cross-sectional transmission electron microscopy (XTEM) and slow positron annihilation technique (SPAT). XTEM results clearly show that sequential implantation of B and H ions into Si could eliminate the (111) platelets and promote growth of (100) platelets during annealing. SPATmeasurements demonstrate that in B and H sequentially implanted and annealed Si, more vacancy-type defects could remain in sample region around the range of B ions. These results indicat e that the promotion effect shouldbe attributed to the role of both B and B implanted induced vacancy-type defects.     

激光溅射沉积制备的ZnO:Ga薄膜表面形貌分析

薄膜表面形貌定量研究有助于薄膜生长机理的认识.研究的薄膜是用激光脉冲沉积法(PLD)制备的ZnO:Ga(GZO)透明导电薄膜.由于GZO薄膜的生长是在远离平衡态情况下实现的,具备自仿射分形特征,可以用高度-高度相关函数进行描述.通过对用原子力显微镜(AFM)获得的表面高度数据进行相关运算,定量地分析了PLD制备的GZO...     

高电荷态离子$lt;sup$gt;126$lt;/sup$gt;Xe$lt;sup$gt;$lt;i$gt;q$lt;/i$gt;+$lt;/sup$gt;引起GaN表面形貌变化研究

用不同电荷态的¹²⁶Xe^q+离子（9≤q≤30）在室温下轰击GaN晶体表面,经原子力显微镜分析表明,当q>18,辐照区域由隆起转为显著的刻蚀.被轰击后的GaN晶体表面形貌主要取决于入射离子的电荷态.同时,样品表面形貌还与入射离子的剂量和入射角有关;在实验参数范围,与入射离子的初动能没有明显关系（180 keV≤E_k≤600 keV）.当入射离子的电荷态q=18,与样品表面法线成60°角倾斜入射和垂直表面入射时,样品的表面几乎没有变化,只是倾斜入射后有很微小的隆起;当q＜18时,样品表面膨胀隆起,粗糙度增强,倾斜入射时表面隆起比垂直入射时更明显,而且都有清晰的峰状分界区;当q＞18时,样品表面被蚀刻呈凹陷状,有明显的齿状刻痕,且侵蚀深度与离子剂量近似呈线性关系,倾斜入射时的刻蚀深度大于垂直入射时的刻蚀深度. 关键词： 高电荷态离子 GaN晶体 原子力显微镜 表面形貌     

SrO/Si(100)表面去氧过程的研究

借助高温扫描隧道显微镜和光电子能谱技术,深入研究了SrO/Si(100)表面向Sr/Si(100)再构表面的动态转化过程.Sr/Si(100)再构表面在硅基氧化物外延生长中起重要作用.在该动态转化过程中,样品在500 ℃的退火温度下,表面出现SrO晶化的现象;在550—590 ℃的退火温度下,SrO/Si(100)开始向Sr/Si(100)转化,界面和表面上的氧以气态的SiO溢出,使得表面出现大量凹槽状缺陷.并且在此动态转化过程中表面的电子态表现出金属特性,这是由于表层硅原子发生断键重排,从而在表面出现悬 关键词： SrO/Si表面 Sr/Si表面 扫描隧道显微镜 去氧过程     

离子辐照对单晶Si中预注入B原子扩散的影响

室温下使用MeV能量级Si,F和O离子对5keV B离子预注入后的n-型单晶Si(100)进行了辐照,应用二次离子质谱仪测试分析了掺杂物B原子的分布剖面及其变化.结果表明,高剂量Si,F和O离子的附加辐照可以抑制热激活退火中B原子发生的瞬间增强扩散.在相同的辐照条件下,Si近表面区域中SiO₂层的存在更有助于限制B原子的瞬间增强扩散.结合卢瑟福沟道背散射分析和DICADA程序计算对实验结果进行了讨论.     

MeV高能离子注入Si的研究

综述了近年来低能核物理所开展ＭｅＶ高能离子注入Ｓｉ的研究概况．研究工作包括深注入掩埋层物理特性分析,新型增强退火研究,二次缺陷的抑制与消除,离子束缺陷工程新原理、新方法的建立和应用,注入杂质的叠加分布与计算等． This paper presents a briefing of the development of implanted silicon with MeV high energy ion at the BNU of late years. A lot of subjects are reviewed.     

The Formation of Helium Bubbles in Silicon Surface Layers via Plasma Immersion Ion Implantation

The surface layers of single-crystal silicon Si(001) substrates subjected to plasma-immersion implantation with 2- and 5-keV helium ions to a dose of 5 × 10¹⁷ cm^–2 were probed via grazing incidence small-angle X-ray scattering and transmission electron microscopy. A surface layer formed by helium ions was found to possess a multilayer structure, wherein the upper layer is amorphous silicon, being on top of a sublayer with helium bubbles and a sublayer with a disturbed crystal structure. The in-depth electron density distribution, as well as the concentration and pore-size distribution, were established. The average pore sizes of bubbles at the above implantation energies are 4 nm and 8 nm, respectively.     

Charge Properties of Thorium Implanted in Silicon Oxide

Physics of Atomic Nuclei - A study of thorium atoms implanted in silicon oxide was carried out within the density functional theory method. The charge properties of Th in the ThO2:nSiO2 and...     

Effects of Helium and Oxygen Common Implantation in Silicon Wafer

Defect engineering for SiO2 precipitation is investigated using He-ion implantation as the first stage of separation by implanted oxygen （SIMOX）. Cavities axe created in Si by implantation with helium ions. After thermal annealing at different temperatures, the sample is implanted with 120 keV 8.0 ×1016 cm 2 0 ions. The Q ion energy is chosen such that the peak of the concentration distribution is centred at the cavity band. For comparison, another sample is implanted with O ions alone. Cross-sectionM transmission electron microscopy （XTEM）, Fourier transform infrared absorbance spectrometry （FTIR） and atomic force microscopy （AFM） measurements are used to investigate the samples. The results show that a narrow nano-cavity layer is found to be excellent nucleation sites that effectively assisted SiO2 formation and released crystal lattice strain associated with silicon oxidation.     

Study of the Influence of Implanted Atoms on the Coefficients of the Sputtering of Silicon and Silicon with a Thin Oxide Film

The results of theoretical and experimental studies of the influence of Ba-atom implantation and the presence of an oxide film on the Si-surface sputtering coefficient under ion bombardment are presented. It is shown that, in the dose range of D = 10¹⁴–5 × 10¹⁵ cm^—2, the Si sputtering coefficient increases linearly, then this increase decelerates, and is almost constant, starting from 10¹⁶ cm^–2. In the range of D = 5 × 10¹⁵–5 × 10¹⁶ cm^—2, the Ba sputtering coefficient increases sharply, which is explained by an increase in the Ba concentration in the surface layer during the ion bombardment process.     

平凸型氮化硅球面微透镜的研究

介绍了用激光化学汽相沉积球面微透镜的技术，首先对激光化学汽相沉积法获得球面微透镜进行了理论分析，并用计算机分析了在一定沉积技术下的微透镜厚度剖面形状及光学聚集特性。其后介绍了激光化学汽相沉积的实验装置，用该装置在平面石英玻璃衬底上，制出了平凸型氮化硅球面微透镜，并对其参量进行了测量。     

多晶硅表面陷阱坑形貌的光学性能模拟

采用COMSOL Multiphysics 3.5a有限元分析软件中的RF模块对3种硅片绒面的陷阱坑形貌(轻度腐蚀、正常腐蚀和过度腐蚀)的光学性能进行了数值模拟.通过求解麦克斯韦方程组和材料本构方程,获得了3种陷阱坑的表面电场z分量、表面磁场y分量和反射率的变化规律.结果表明:当波长为600 nm时,轻度腐蚀陷阱坑的表面电场z分量和表面磁场y分量的数值最小,反射率最高(约为35％);正常腐蚀陷阱坑的表面电场z分量和表面磁场y分量其次,反射率约为17％;过度腐蚀陷阱坑的表面电场z分量和表面磁场y分量的数值最大,反射率最低(约为10％).通过实验和模拟结果对比可知,模拟值和试验值的反射率变化趋势基本一致,两者吻合较好,可为实际生产和试验提供理论参考.     

多晶硅表面陷阱坑形貌的光学性能模拟

采用COMSOL Multiphysics 3.5a有限元分析软件中的RF模块对3种硅片绒面的陷阱坑形貌(轻度腐蚀、正常腐蚀和过度腐蚀)的光学性能进行了数值模拟.通过求解麦克斯韦方程组和材料本构方程,获得了3种陷阱坑的表面电场z分量、表面磁场y分量和反射率的变化规律.结果表明:当波长为600 nm时,轻度腐蚀陷阱坑的表面电场z分量和表面磁场y分量的数值最小,反射率最高(约为35%);正常腐蚀陷阱坑的表面电场z分量和表面磁场y分量其次,反射率约为17%;过度腐蚀陷阱坑的表面电场z分量和表面磁场y分量的数值最大,反射率最低(约为10%).通过实验和模拟结果对比可知,模拟值和试验值的反射率变化趋势基本一致,两者吻合较好,可为实际生产和试验提供理论参考.     

碳化硅表面硅改性层的磁介质辅助抛光

为了实现碳化硅表面硅改性层的精密抛光,获得高质量光学表面,对磁介质辅助抛光技术进行研究。设计了适合碳化硅表面硅改性层抛光的磁介质辅助抛光工具,并对抛光工具的材料去除函数进行研究。针对材料去除函数的特性,对数控磁介质辅助抛光的驻留时间算法进行了研究。采用磁介质辅助抛光技术对碳化硅表面硅改性层平面样片进行了抛光实验。经过一次抛光迭代,碳化硅样片表面硅改性层的面形精度(均方根)由0.049λ收敛到0.015λ（λ=0.6328 μm）,表面粗糙度从2 nm改善至0.64 nm。实验结果表明基于矩阵代数的驻留时间算法有效,磁介质辅助抛光适合碳化硅表面硅改性层加工。