砷化镓等离子体阳极氧化及其在MOS场效应晶体管中的应用

本文报导了高频辉光放电等离子体中阳极氧化砷化镓、制备砷化镓自身氧化膜的低温、干法工艺。对氧化条件、影响氧化速率的因素、自身氧化膜的性质进行了初步研究。得到了均匀、透明、无定形的氧化膜,平均折射率为1.7～1.9。膜的击穿场强可达10~6Vcm~(-1)数量级,并对其C-V特性进行了测试。用GaAs等离子体自身氧化膜作MOS晶体管的栅绝缘层,制成了N沟道耗尽型场效应晶体管。其输出特性为饱和电流19mA,饱和压降3V,跨导0.7～4mS。栅、漏击穿电压18V,夹断电压-10V。研究表明,GaAs等离子体自身氧化膜是一个有应用前途的介质膜。     

高掺杂沟道GaAs M-I(10~2)-S Schottky势垒栅场效应晶体管(MIS SB FET)

本文首次报道了高掺杂沟道的GaAs MIS SB FET.在S.I.GaAs衬底上用离子注入Si,同时形成高浓度、超薄的有源层和欧姆接触区,载流子峰值浓度为 0.5-1×10~(13)cm~(-3).在Al栅和GaAs有源层间有一层用阳极氧化制备的自身氧化膜,厚度10~2A|°.MIS SB FET为双栅器件,栅尺寸 2 × 400 μm. 实验所得 MIS SB FET的夹断电压为4V,零栅偏跨导为 25mS,高于本实验室相似结构常规工艺的 MES FET器件(峰值浓度1-2×10~(17)cm~(-3),没有氧化膜). 在二区间模型基础上,计入薄氧化膜影响,模拟计算了 MIS SB FET的直流和微波特性,并与常规工艺的 MES FET作了比较.     

大面积砷化镓的等离子体氧化及氧化层的AES和XPS分析

用高频辉光放电产生氧等离子体进行GaAs阳极氧化,直径40mm的晶片上可生长出均匀的无定形氧化膜,击穿电场强度±10~6V·cm~(-1),电阻率 10~(15)Q-cm,折射率1.83-1.85(λ=6328(A|°)). 根据AES-XPS的分析,刚生长的阳极氧化层,沿深度可分为三层,第一是缺砷层,靠近表面,厚度～100(A|°);第二层是中心区,组成几乎不随深度变化,Ga/As原子比1.2—1.6,用XPS发现此层的As为未氧化的砷和As_2O_3的砷,第三层是从氧化物到GaAs的过渡区,氧浓度开始下降,此层富砷,而且存在元素砷.在300℃氮氛下退火一小时,可得到过渡区变薄且组成匀一的层.     

氧等离子体条件下GaAs的阳极自体氧化

本文实验装置使用1.5～2MHz高频振荡器,在低氧压下辉光放电产生氧等离子体对GaAs进行自体氧化。观察了高频电场、阳极偏压、加热温度等条件对氧化速度、氧化物均匀性等的影响,分析了氧化物的结构与组成及电性能,园满地制备出大面积GaAs自体氧化物。 所用GaAs样品为:n型<100>晶向,N_d≈10~(17)cm~(-3),φ35圆片。晶片由机械-化学抛光后溶剂脱蜡,再用H_2SO_4:H_2O_2:H_2O=4:1:1(体积)溶液腐蚀,冷、热去离子水漂洗。 在阳极偏压 45V,加热温度170℃时氧化速度为120[A/分],氧化物折射率为1.83～1.85(波长6328A),电阻率大于10~(15)Ω·cm,击穿电场强度 为±10~6V·cm~(-1),给出了MOS C-V,I-V特性,电子衍射图和俄歇电子能谱分析结果。     

InP上Al膜的阳极氧化及其特性研究

本文报道了半导体InP上Al膜阳极氧化的研究,并用AES,V-V,DLTS和椭圆仪等测试方法研究了氧化膜的稳定性、电学特性、组分的纵向分布以及Al_2O_3/InP的界面特性,研究结果表明,阳极氧化Al_2O_3的介电常数为11～12,Al_2O_3/InP界面存在一个能量上连续分布的电子陷阱,DLTS峰值对应的能级位置约在E_c-E_c=0.5eV,其俘获截面约为10~(-15)cm~2,Al_2O_3/InP的界面态密度为10~(11)cm~(-2)eV~(-1)。阳极氧化Al_2O_3的稳定性要比InP自身氧化物好得多,更适于用作器件的钝化保护和扩散掩蔽膜。     

GaAs、InP阳极氧化薄膜的光电子能谱、俄歇电子能谱分析

使用一种新的不含水的阳极氧化液生长出厚度均匀、重复性好的～10~2A GaAs、InP阳极氧化膜.XPS和 AES分析表明:GaAs 氧化膜表面和膜内组分均匀,Ga_2O_3/As_2O_3=1; InP一氧化物界面过渡区较窄,未见到富p现象.     

用PECVD法制备SiO_2进行Zn在GaAs中掩蔽扩散研究

本文报导丁GaAs表面上淀积液态源PECVD-SiO_2膜掩蔽Zn扩散的规律,估算了Zn在SiO_2膜和GaAs中扩散系数的比值为(1.04～1.85)×10~(-3),在700℃下Zn在GaAs中的横向扩散为结深的3～7倍。这种方法制备的SiO_2膜已应用于GaAs电调变容二极管和LPE-Ga_(1-x)Al-xAs/GaAs DH激光器的研制。     

复盖氧化膜的半绝缘 GaAs 表面处导电层的形成

当用烷氧基硅酸盐和磷酸盐在本征 GaAs 的表面上生长一层 SiO_2或磷硅玻璃(PSG)时,掺 Cr 的本征 GaAs 表面附近形成一薄的导电层。导电层的厚度随热处理的时间和温度的增加而增厚,此导电层为 n 型,其电子浓度和迁移率分别为1～2×10~(17)厘米~(-3)和2500厘米~2/伏·秒。归纳起来,导电层形成的原因是本征 GaAs 中补偿不希望的施主的 Cr 浓度,因它向氧化膜中扩散而浓度减小。用从石英溅射生成的SiO_2或 Si_3N_4复盖本征 GaAs 就可以避免形成这样的导电层,Cr 在本征 GaAs 中扩散系数的激活能为3.6电子伏。     

GaAs衬底上低温热分解生长扩散掩膜

一、引言GaAs器件和Si器件一样,也常常需要一种钝化膜来提高器件的可靠性,或是作为杂质选择扩散的掩膜。目前GaAs器件常用的介质膜有Si_3N_4膜、SiO_2膜、Al_2O_3膜和GaAs自身氧化膜(阳极氧化、等离子氧化等) 用正硅酸乙酯热分解生成SiO_2膜和PSG膜是硅平面工艺中常用的方法,这种方法工艺简单、安全、容易控制。但在GaAs衬底上如用Si器件的热分解工艺,当分解温度为700℃—800℃时,会使GaAs表面离解,造成缺陷,影响器件的电参数。为了防止GaAs衬底的分解,我们在尽可能低的温度下,预先在GaAs衬底上淀积一层薄膜,此膜可以     

激光束制备砷化镓欧姆接触的实验研究

本实验使用Q开关Nd∶YAG激光器产生脉冲激光束处理n型GaAs外延片上蒸发的纯Ge膜,取得了良好的欧姆接触,特征接触电阻率最佳值可达1×10~(-6)欧·厘米~2。本文描述了这项实验研究的简单内容,并且指出以激光合金Ge膜制备n型GaAs欧姆接触的方法用于GaAs器件和集成电路制作工艺中的可能性。     

GaAs阳极氧化及其在外延材料测试中的应用

<正>GaAs阳极氧化技术已日益广泛地应用于半导体工艺.这种氧化技术的关键是选择适当的电解质.选择电解质时要考虑如下要求:在相同的氧化条件下,电解质必须具有相同的化学和电学特性;氧化膜在空气中存放必须不改变其化学稳定性;在阳极氧化中,氧化膜的生长速度远大于溶解速度.实验证实,对于GaAs阳极氧化,选用3%的酒石酸溶液和乙二醇(其体积比为1:2,pH值为3)能满足上述要求.GaAs阳极氧化的本质是将GaAs片作为阳极,铂片作为阴极,一起浸入电解质中,氧化时,Ga和As生成带正电荷的离子,在外电场的作用下朝着氧化膜-电解质交界面的方向运动,并且在阳极与氧生成无定形的Ga_2O_3和As_2O_3混合物.     

基于SiCl4/SF6的GaAs/AlAs ICP选择性干法刻蚀

报道了GaAs/AlAs的电感耦合等离子体(ICP)选择性干法刻蚀,刻蚀气体为SiCl4/SF6混合物.研究了在不同SiCl4/SF6气体配比、RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs,AlAs的平均刻蚀速率与二者的选择比.合适的SiCl4/SF6气体比例(15/5sccm),低的RF偏压电源功率和高的气室压力将加强AlF3非挥发性生成物的形成,进而提高GaAs/AlAs的选择比.在SiCl4/SF6气体比例为15/5sccm,RF偏压电源功率为10W,主电源功率为500W,气室压力为2Pa时,GaAs/Al-As的选择比达1500以上.采用喇曼光谱仪对不同RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs衬底被刻蚀面等离子体损伤进行了测试,表面形貌和被刻蚀侧壁分别采用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)进行观察.     

基于SiCl4/SF6的GaAs/AlAs ICP选择性干法刻蚀

报道了GaAs/AlAs的电感耦合等离子体(ICP)选择性干法刻蚀,刻蚀气体为SiCl4/SF6混合物.研究了在不同SiCl4/SF6气体配比、RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs,AlAs的平均刻蚀速率与二者的选择比.合适的SiCl4/SF6气体比例(15/5sccm),低的RF偏压电源功率和高的气室压力将加强AlF3非挥发性生成物的形成,进而提高GaAs/AlAs的选择比.在SiCl4/SF6气体比例为15/5sccm,RF偏压电源功率为10W,主电源功率为500W,气室压力为2Pa时,GaAs/Al-As的选择比达1500以上.采用喇曼光谱仪对不同RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs衬底被刻蚀面等离子体损伤进行了测试,表面形貌和被刻蚀侧壁分别采用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)进行观察.     

直接敷铜技术中铜箔预氧化层的检测与控制

通过控制氧化的方法对制备敷铜陶瓷基板(DBC基板)的铜层进行预氧化处理。研究了预氧化温度、氧分压对铜箔氧化层物相和厚度的影响,采用拉曼光谱仪测试铜箔氧化膜物相组成,采用紫外-可见分光光度计测试铜箔氧化膜的吸光度,确定了铜箔表面氧化物层吸光度与厚度的关系。结果表明:预氧化温度在400~800℃,氧分压控制在100×10~(–6)~700×10~(–6),铜箔表面生成一层氧化亚铜(Cu_2O)层;在过高的预氧化温度和氧分压条件下,铜箔表面就会生成Cu O物相,而且氧化膜层变厚,表面疏松、局部出现氧化膜脱落,不利于DBC基板的制备。当氧分压为500×10~(–6),预氧化时间为1 h,温度为600℃时,铜箔表面可以获得均匀致密的Cu_2O薄膜,并且氧化膜与基体Cu结合紧密,有效提高DBC基板的结合性能。     

用于n-p-nHBT的AlGaAs/GaAs多层MBE材料

本文报道了用MBE技术生长的n-p-n HBT用的优质AlGaAs/GaAs单层及多层结构。掺Sin型GaAs掺杂浓度为1.8×10~(14)～1.2×10~(19)cm~(-3),纯度GaAs77K下,n=1.8×10~(14)cm~(-3),μ_(77)=8.47×10~4cm/V.s。深入研究了Be反扩散所引起的E-B结和B-C结偏位的抑制。并给出了用该材料研制出的HBT单管(β=50,f_T=7.5GHz,在2GHz下,G=13dB)和NTL及CML倒相器逻辑单元电路(其中NTL在电流电压2V下,逻辑摆幅为20mV)的结果。     

超薄硅基介质膜的制备技术与表征方法研究

在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中,采用等离子体氧化和等离子体氮化的方法,在单晶硅表面上成功制备厚度小于10nm的超薄硅基介质膜。通过X射线光电子谱(XPS)分析了超薄介质膜的化学结构,利用椭圆偏振仪测量了厚度以及折射率,同时对超薄介质膜进行了电容电压(C-V)和电流电压(I-V)特性的测量,研究其电学性质,探讨了C-V测量模式对超薄介质膜性质表征的影响,最后对两种介质膜的优缺点进行了比较。     

94GHz低噪声PM-HEMT

<正>《IEEE EDL》1990年12月报道了94GHz频段以GaAs为衬底的迄今最低噪声系数的PM-HEMT器件.首先在半绝缘GaAs衬底上生长未掺杂超晶格/GaAs/超晶格结构的缓冲层,并在其上相继生长19nm未掺杂In_(0.15)Ga_(0.85)As沟道;30nm未掺杂Al_(0.25)Ga_(0.75)As隔层,其表面有一浓度为5×10~(12)cm~(-2)的Si平面掺杂;30nm未掺杂Al_(0.25)Ga_(0.75)As和40nm掺杂浓度为6×10~(18)cm~(-8)     

能获得均匀阈值电压的GaAs栅SISFET

<正> 日本电子综合技术研究所最近试制了一种以GaAs作栅材料的自对准增强型FET—SISFET,获得了均匀的阈值电压。制作方法是:在半绝缘GaAs衬底上,用分子束外延方法连续生长非掺杂的GaAs(1.35μm)、非掺杂的Al_(0.4)Ga_(0.6)As(4nm)、掺硅的N~+-GaAs(0.5μm)。掺硅层的载流子浓度为1×10~(18)cm~(-3),生长温度约为690℃,GaAs层的生长速度为0.68μm/h,AlGaAs层的为     

关于砷化镓自生长氧化膜的研究

本文研究了砷化镓阳极氧化和热氧化的规律,并测量了自生长氧化膜的x光衍射谱、红外吸收光谱、折射率、线胀系数和杨氏模量.这些数据表明,GaAs自生长氧化膜可应用于以GaAs为衬底的平面光学器件及集成光学,同时,利用热氧化膜时,必须考虑应力及光弹性效应.     

GaAs薄膜波导

最近上海光机所半导体组研制成了一种GaAs薄膜波导.他们采用气相外延方法,在(100)取向、掺杂为～10~(18)厘米~(-3)的n-GaAs衬底上,生长一层浓度为10~(14)～10~(15)厘米~(-3)、厚度为10～20微米的GaAs薄膜,用图1所示的系统观察到了导光现象,并估计了波导损耗及波导出射的光强空间分布.