硅中离子注入层的红外瞬态退火及退火后残留深能级缺陷的DLTS研究

本文研究了硅中离子注入层的红外瞬态退火,证实了它与常规热退火具有相同的再结晶机理——固相外延再结晶过程.对于注As~+和注B~+样品的测试表明,红外瞬态退火具有电激活率高、缺陷消除彻底和注入杂质再分布小等优点.为了研究退火后残留深能级缺陷的电特性,对于离子注入MOS结构进行了DLTS测试.对于通过920A SiO_2膜,注入剂量为 1×10~(12)cm~(-2)B~+、能量为60 keV的样品,经常规热退火和红外瞬态退火后分别测到了深能级 E_T-E_v=0.24±0.02eV和E_r-E_v=0.29±0.02eV;并对引入这些深能级的缺陷进行了讨论.     

离子注入CO_2激光退火硅中的深能级缺陷

在注As硅中观察到7个深能级谱峰.CO_2激光退火是消除离子注入引入的深能级缺陷的有效方法.消除深能级缺陷的功率密度范围为 350W/cm~2-600W/cm~2与注入杂质激活的功率密度范围基本一致.功率密度高于600W/cm~2的CO_2激光扫描,在样品中引入比较单纯比较清洁的滑移位错.用DLTS测量,测得滑移位错的深能级为H(0.33eV).     

硅中铂能级的DLTS研究

用深能级瞬态谱(DLTS)研究了铂在N型和P型硅中引入的能级.制备了p~+nn~+深结,p~+n和n~+p浅结,Au/n-Si和Ti/p-Si肖特基等五种掺铂样品.分析各种样品的测试结果得到:过去报道在p~+nn~+深结中测得的Ec—0.34eV能级并不存在于N型硅中,该DLTS谱峰来源于p~+nn~+结P型区内的空穴发射.     

用DLTS研究注氧硅中深中心缺陷

<正> 近年来,离子注入在半导体中产生的缺陷及其退火行为被广泛地研究,DLTS技术提供了一个高灵敏度测量低浓度深中心缺陷的方法本文用DLTS技术测量了注氧硅中缺陷的热退火和CW-CO_2激光退火行为.     

电荷DLTS及其对硅上砷化镓材料中深能级的测量

本文提出并建立了具有漏电补偿功能的电荷DLTS方法.该方法具有与电容DLTS方法相同的率窗特性,同时又能直接测量深能级热发射的电荷响应而不必依赖耗尽区厚度的热发射调制,因此能用于半绝缘材料及耗尽层厚限定(如PIN,SOI结构)材料中的深能级测量.所建立的测量系统利用微机控制,可以在一次温度扫描中完成测量过程.利用该系统首次测量了 MBE生长硅衬底砷化镓材料上 LED二极管有源区中的深能级密度及位置,证实了其中高密度深能级的存在.     

硅中硼离子注入层的卤钨灯辐照快速退火研究

本文研究了SiO_2掩蔽膜硼离子注入硅的卤钨灯辐照快速退火,测量了注入层表面薄层电阻与退火温度及退火时间的关系,得到了最佳的退火条件。对于采用920(?)SiO_2膜,25keV、1×10~(15)cm~(-2)的~(11)B离子注入样品,经不同时间卤钨灯辐照退火后,测量了注入层的载流子浓度分布,并与950℃、30分钟常规炉退火作了比较。结果表明,卤钨灯辐照快速退火具有电激活率高、注入杂质再分布小以及快速、实用等优点。     

退火对离子注入GaN产生的深能级的影响

我们最近报道了大剂量Al+注入原生GaN后对其光学性质的影响。表明Al+的注入可能产生了某种深能级电子陷阱 ,由于电子陷阱俘获导带电子 ,导致发光猝灭。而经一定条件的退火处理 ,可使深的电子陷阱发生变化 ,因而与缺陷间的跃迁相关的黄色荧光可得到一定程度的恢复。由于注入样品的电阻率高达 1 0 1 2 Ω·cm ,因此不能用已有的常规方法测量。我们为此发展了一种称为“光增强电流谱”(PSCS)新方法 ,用于测量高阻样品中的深能级。研究发现 ,在经过快速退火处理的样品中 ,不能消除由于注入产生的准连续深能级带 ;而在某种常规条件退火的样品中 ,发现了 5个位于导带下 1 .77eV ,1 .2 4eV ,1 .1 6eV ,0 .90eV和 0 .86eV的深电子陷阱 ,它们都是Al+注入经退火后形成的稳定结构。实验发现退火使注入产生的准连续深能级带转变为独立的深能级结构 ,虽不能使GaN的本征发光得到恢复 ,但对黄色荧光的恢复是有利的。此研究有助于了解退火处理对离子注入的GaN的电学结构与发光产生的影响。PSCS的意义在于它适用于测量一切高阻半导体样品中与非辐射跃迁相联系的深陷阱能级 ,而不仅仅适用于测量Al+注入GaN产生的深陷阱能级     

离子注入GaAs MESFET中深能级

本文介绍由DLTS法检测离子注入GaAs MESFET结构中深能级陷阱的结果,并且从实验上观测了这些陷阱能级与器件某些特性的直接联系.     

硅中铜的深能级研究

本文用DLTS法测量了直拉硅和区熔硅中与铜有关的深能级及其俘获截面,测量了其中部分能级的空间分布,研究了区熔硅中与铜有关深能级的退火特性。结果表明在硅中与铜有关的深能级中不存在文献报道过的代位铜的三个受主态或一个施工和三个受主态,其中的多数能级是铜和晶格缺陷的络合物。     

B~+、P~+离子注入p-Si中产生的缺陷及其退火特性的DLTS研究

本文利用沟道背散射分析技术、剖面透射电子显微镜(XTEM)等对150keV As~+沿〈100〉沟道方向注入硅的基本特征和临界条件进行了分析测试.剂量达到1×10~(14)/cm~2时,浅注入区(0-0.2μm)晶格损伤严重,导致沟道注入效应基本消失.沟道深注入区(0.2-0.6μm)形成均匀的轻度损伤.常规退火后,沟道深注入区内的载流子浓度一般不超过2×10~(17)/cm~3,本文称之为沟道注入饱和浓度.还发现沟道注入造成的非晶层比相同剂量下随机注入造成的非晶层略厚一些.退火后残留的二次缺陷仍在原重损伤层与衬底之间的过渡区.     

BF_2~+,F~+ +B~+和Ar~++B~+注入硅快速退火剩余损伤及对浅P~+N结的影响(英文)

The residual damage is analysed by transmission electron microscopy (TEM) for BF2+, F+ + B+ and Ar+ + B+ implanted silicon after rapid thermal annealing(RTA). And the reverse leakage current of the implanted diodes is measured using a FJ-356 electrometer. The results show that 1 ) The residual damage due to BF2+ implantation is less than that of F+ + B + and Ar++ B+ implantation. 2) The reverse leakage current of BF2+ implanted diodes is less than that of F+ + B+ and Ar++ B + implanted diodes. 3) The reverse leakage current of F++B+ and Ar++ B+ implanted diodes increases with the increase of F+ and Ar+ energies, respectively. Therefore the physical behaviour of the interaction between molecular ion and silicon is different from that of the interaction between individual atom ion and silicon.     

Si~+/B~+双注入单晶硅的快速热退火

用四探针法、扩展电阻法、背散射沟道谱和二次离子质谱等测试分析手段研究了Ｓｉ＋ ／Ｂ＋ 双注入单晶硅的快速热退火行为。结果表明：Ｓｉ＋ 预非晶化注入能有效地抑制注入硼原子的沟道效应;快速热退火Ｓｉ＋ ／Ｂ＋ 注入样品,其注入损伤基本消除,残留二次缺陷少,硼原子电激活率高;优化与控制快速热退火条件和Ｓｉ＋ ／Ｂ＋ 注入参数,制备出了电学特性优良的浅ｐ＋ ｎ 结,其二极管反偏漏电流仅为１．９ ｎＡ·ｃｍ － ２（－ １．４Ｖ）。     

Point Defects in Pb-, Bi-, and In-Doped CdZnTe Detectors: Deep-Level Transient Spectroscopy (DLTS) Measurements

We studied, by current deep-level transient spectroscopy (I-DLTS), point defects induced in CdZnTe detectors by three dopants: Pb, Bi, and In. Pb-doped CdZnTe detectors have a new acceptor trap at around 0.48?eV. The absence of a V_Cd trap suggests that all Cd vacancies are compensated by Pb interstitials after they form a deep-acceptor complex [[Pb_Cd]⁺-V _Cd ^2? ]^?. Bi-doped CdZnTe detectors had two distinct traps: a shallow trap at around 36?meV and a deep donor trap at around 0.82?eV. In detectors doped with In, we noted three well-known traps: two acceptor levels at around 0.18?eV (A-centers) and 0.31?eV (V_Cd), and a deep trap at around 1.1?eV.     

掺Te-GaAsP中深能级缺陷和大晶格弛豫(英文)

Deep-level transient spectroscopy and photocapacitance techniques (steady -state spectroscopy, transient spectroscopy, optical isothermal transient spectroscopy and initial slope technique) have been used to study the deep-level defects in Te-doped GaAs0.8P0.4. Two electron defects(A and B center) with thermal activation energies of 0.20 and 0.40eV and photoioni-zaton threshold energies of 0.60 and 1.31eV (T = 300K) have been detected. The B center has nonexponential transient capacitance and larger difference between thermal activation energy and photoionization threshold energy. It is suggested that B center belongs to the DX center type. The relation of photoionization section spectrosopy of the B center to the temperature has been studied. It has been found that the photoionization section spectroscopy has an obvious multi-phonon-widen effect. These results support the large -lattice-relaxation model of B center. From the photoionization section spectra at eight different temperatures (104-300K), we have obtained the photoionization threshold energies (1.41-1.31eV) and the lattice relaxation energies(1.25-1.15eV) of B center, which decrease with the increasing temperature in near linear rule. A configuration coordinate diagram has been drawn to describe the large-lattice-relaxation of B center.     

单晶硅中磷离子注入缺陷的HREM研究

单晶硅中磷离子注入的剖面透射电镜(X-TEM)及HREM研究表明:能量为150keV,剂量为1×10~(13)cm~(-2)的磷离子注入后,在未经退火时,单晶硅表面以下1100A处可产生厚度为1000A的非晶层,非晶区与单晶区的边界为粗糙界面.在非晶区两侧,存在着大量不同类型的缺陷:{311}面缺陷和{111}堆垛层错.它们分布在不同的层区内,对于非晶区而言,形成大体对称的分布状态.接近非晶区,{111}堆垛层错密度较大,远离非晶区,{311}面缺陷密度较大,深层的完整晶体中,上述面缺陷的密度均很小.     

10keV B~+注入预非晶化Si的剩余缺陷和浅结

<正> 一、问题的提出和实验方法 在低能注入B~+浅结的过程中,沟道效应难以避免。为避免B~+注入的沟道效应,本文采用100keV下5×10~(15)cm~(-2)的Si~(29)注入n-Si<100>进行非晶化处理。继而进行了10keV,1×10~(15)cm~(-2)的B~+注入形成浅结,然后对样品进行快速热退火(RTA)处理,并观察界面缺陷的     

GaAs/Si/AlAs异质结的DLTS实验研究

利用深能级瞬态谱(DLTS)技术研究了Si夹层和GaAs层不同生长温度对GaAs/AlAs异质结晶体品质的影响.发现Si夹层的引入并没有引起明显深能级缺陷,而不同温度下生长的GaAs/Si/AlAs异质结随着温度的降低,深能级缺陷明显增加,并进行了分析,得到深能级是由Ga空位引起的,在600℃时生长的晶体质量最佳.     

Ni-Au/AlN/Si器件的深能级瞬态谱研究

对GaN器件制备过程中AlN缓冲层相关的电活性缺陷进行了C-V和深能级瞬态谱(DLTS)研究。C-V研究结果表明,制备态Ni-Au/AlN/Si MIS器件中,靠近AlN/Si界面处的掺杂浓度为4.4×10¹⁷cm-3,明显高于Si衬底的1.4×10¹⁶cm-3,意味着制备态样品中Al原子已经向衬底硅中扩散。采用退火工艺研究了GaN器件制备过程中的热影响以及热处理前后电活性缺陷在硅衬底中的演变情况,发现退火处理后,Al原子进一步向衬底硅中更深处扩散,扩散深度由制备态的500nm左右深入到1μm附近。DLTS研究结果发现,在Si衬底中与Al原子扩散相关的缺陷为Al-O配合物点缺陷。DLTS脉冲时间扫描表明,相比于制备态样品,退火态样品中出现了部分空穴俘获时间常数更大的缺陷,退火处理造成了点缺陷聚集,缺陷类型由点缺陷逐渐向扩展态缺陷发展。     

GaAs的B~+注入隔离

本文报告了在注Si~+的GaAs有源层上进行B~+注入实现隔离的实验研究.结果表明,低剂量和高剂量的B~+注入都能形成高阻区,但低剂量注入形成的高阻区具有更好的隔离特性.本文还讨论了B~+注入n型GaAs消除载流子的补偿机理.