在复合衬底γ-Al2O3/Si(001)上生长GaN

采用分子束外延(MBE)生长方法,使用γ-Al2O3材料作为新型过渡层,在Si(∞1)衬底上获得了没有裂纹的GaN外延层,实验结果表明使用γ-Al2O3过渡层有效地缓解了外延层中的应力.通过生长并测试分析几种不同结构的外延材料,研究了复合衬底γ-Al2O3/Si(001)生长GaN情况,得到了六方相GaN单晶材料,实现了GaN c面生长.预铺薄层Al及高温AlN层可以提高GaN晶体质量,低温AlN缓冲层可以改善GaN表面的粗糙度.为解决Si(001)衬底上GaN的生长问题提供了有益的探索.     

单晶硅中氢与辐照缺陷的相互作用

对NTD氢区熔单晶硅进行了不同温度下等时退火,采用Hall电学方法测量了电阻率、迁移率随退火温度的变化规律.利用红外吸收技术测量了单晶硅氢区熔退火前后及NTD氢区熔单晶硅不同退火温度下与氢、辐照缺陷有关的红外振动吸收峰变化,对辐照缺陷的退火行为进行了探讨.实验证实NTD氢区熔单晶硅在150～650℃范围内等时退火具有显著特点:在500℃下退火,出现电阻率极小值,即出现浓度很高的过量浅施主;P型向N型转变温度为400℃,迁移率恢复温度为500℃,载流子恢复温度为600℃,均明显低于NTD氩区熔单晶硅转型温度及迁移率和载流子恢复温度,这与氢积极参与辐照缺陷相互作用直接相关.     

热退火γ-Al2O3/Si异质结构薄膜质量改进

采用高真空MOCVD外延技术,利用TMA(Al(CH3)3)和O2作为反应源,在Si(100)衬底上外延生长γ-Al2O3绝缘膜形成γ-Al2O3/Si异质结构材料.同时,引入外延后退火工艺以便改善γ-Al2O3薄膜的晶体质量及电学性能.测试结果表明,通过在O2常压下的退火工艺可以有效地消除γ-Al2O3外延层的残余热应力及孪晶缺陷,改善外延层的晶体质量,同时可以提高MOS电容的抗击穿能力,降低漏电电流.     

采用MCVD法制造大NA渐变型光纤

本文就大NA石英系光纤制造中如何防止长期存在的预制件炸裂问题,探讨了把芯折射率分布作成渐变型的大NA光纤。用MCVD法制造出了使沉积温度随芯玻璃膜组成改变而变化的大NA(=0.39)渐变型纤维。其结果,研究成功一种使大NA与低损耗并存的预制件制造方法,并实现了在相对折射率差△=3.3%时,损耗为2.49dB/km(测定波长1.67μm)。而且,通过实验明确了GeO_2-P_2O_5-SiO_2及P_2O_5-SiO_2系芯成分与相对折射率差△、和损耗特性的关系,研究了有关传输损耗特性中的瑞利散射损耗、结构缺陷损耗、OH基吸收损耗。在长波长,能够作到很小的瑞利散射损耗和由OH基引起的吸收损耗,大NA光纤在长波长的优越性明显了。当△=3%以上时,结构缺陷损耗急剧增加。还明确了改进收棒方法的必要性。对于弯曲损耗,求出了与弯曲次数、弯曲半径、△之间的依赖关系,设弯曲半径为R,弯曲损耗可用(1/R)~(1.2)exp~(-k△)来表示。     

用于先进CMOS电路的150mm硅外延片外延生长

随着大规模和超大规模集成电路特征尺寸向亚微米、深亚微米发展,下一代集成电路对硅片的表面晶体完整性和电学性能提出了更高的要求.与含有高密度晶体原生缺陷的硅抛光片相比,硅外延片一般能满足这些要求.该文报道了应用于先进集成电路的150mm P/P+CMOS硅外延片研究进展.在PE2061硅外延炉上进行了P/P+硅外延生长.外延片特征参数,如外延层厚度、电阻率均匀性,过渡区宽度及少子产生寿命进行了详细表征.研究表明:150mm P/P+CMOS硅外延片能够满足先进集成电路对材料更高要求,     

借助硅片减薄重掺硅间隙氧含量低温(10K)红外测量

本文首次报道了一种新颖的重掺硅中间隙氧含量测量技术，通过硅片减薄并采用低温红外透射测量，明显降低了重掺硅自由载流子吸收的严重干扰，提高了红外吸收峰信噪比，在1136cm－1附近得到了明显的Si－O键红外吸收峰，从而可以准确地测量重掺硅间隙氧含量．实验结果表明：该测量方法具有很高的测量准确度和更宽泛的电阻率应用范围．对于重掺n型硅，其测量应用范围可扩展至电阻率1e-2Ω·cm（自由载流子浓度高达4e18cm－3）．     

热退火γ-Al2O3/Si异质结构薄膜质量改进

采用高真空MOCVD外延技术,利用TMA(Al(CH3)3)和O2作为反应源,在Si(100)衬底上外延生长γ-Al2O3绝缘膜形成γ-Al2O3/Si异质结构材料.同时,引入外延后退火工艺以便改善γ-Al2O3薄膜的晶体质量及电学性能.测试结果表明,通过在O2常压下的退火工艺可以有效地消除γ-Al2O3外延层的残余热应力及孪晶缺陷,改善外延层的晶体质量,同时可以提高MOS电容的抗击穿能力,降低漏电电流.     

Ramping热退火直拉重掺锑硅衬底片的增强氧沉淀

本文报道了一种改进本征吸杂技术——低温短时热退火工艺,以增强本征吸杂效果．在本征吸杂工艺的低温热退火中,用连续的线性缓慢升温（Ｒａｍｐｉｎｇ）退火替代常规的长时间低温恒温退火,应用于直拉（ＣＺ）重掺Ｎ型硅衬底片,明显增加了氧沉淀等体微缺陷密度,这些高密度氧沉淀物在随后ＩＣ器件热工艺中继续长大,成为稳定的高效本征吸杂中心．从经典的成核沉淀理论,讨论了Ｒａｍｐｉｎｇ热退火重掺硅衬底片增强氧沉淀机理．     

双异质外延SOI材料Si/γ-Al_2O_3/Si的外延生长

利用MOCVD(metalorganic chemical vapor deposition)和APCVD(atmosphere chemical vapor deposition)硅外延技术在Si(10 0 )衬底上成功地制备了双异质Si/γ- Al2 O3/Si SOI材料.利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)及俄歇能谱(AES)对材料进行了表征.测试结果表明,外延生长的γ- Al2 O3和Si薄膜都是单晶薄膜,其结晶取向为(10 0 )方向,外延层中Al与O化学配比为2∶3.同时,γ- Al2 O3外延层具有良好的绝缘性能,其介电常数为8.3,击穿场强为2 .5 MV/cm.AES的结果表明,Si/γ- Al2 O3/Si双异质外延SOI材料两个异质界面陡峭清晰.     

单晶硅中氢与辐照缺陷的相互作用

对NTD氢区熔单晶硅进行了不同温度下等时退火,采用Hall电学方法测量了电阻率、迁移率随退火温度的变化规律.利用红外吸收技术测量了单晶硅氢区熔退火前后及NTD氢区熔单晶硅不同退火温度下与氢、辐照缺陷有关的红外振动吸收峰变化,对辐照缺陷的退火行为进行了探讨.实验证实NTD氢区熔单晶硅在150～650℃范围内等时退火具有显著特点:在500℃下退火,出现电阻率极小值,即出现浓度很高的过量浅施主;P型向N型转变温度为400℃,迁移率恢复温度为500℃,载流子恢复温度为600℃,均明显低于NTD氩区熔单晶硅转型温度及迁移率和载流子恢复温度,这与氢积极参与辐照缺陷相互作用直接相关.