中子辐照损伤区对硅少数载流子寿命的影响

中子辐照在半导体硅晶体中形成无序区,使其电学性能受到严重影响.本文根据无序区基本特征,系统分析中子辐照对少数载流子寿命影响的过程,给出了一个完整自洽的计算表达式;理论计算了材料掺杂浓度、无序区辐照缺陷分布态,以及载流子注入量等参量对少数载流子寿命的影响.最后,将计算结果与点缺陷模型、及实验测量数量进行比较和讨论.     

硅外延材料寿命测量

用强度可调制的光照射肖特基接触,对其短路光电流与频率的关系进行了研究。从光电流的幅度和相移都可得到在接触下面的层中的少数载流子寿命。讨论了一种应用这一原理的测量装置,用来确定硅外延层中少数载流子寿命。采用肖特基接触的主要优点是:样品制备简单;从测量中很容易估计出寿命来而且对表面条件的敏感性低。这一方法适用于层厚大于扩散长度。在较薄的层中,从光电流的频率关系只能确定衬底的少数载流子寿命     

磷铝吸杂在多晶硅太阳电池中的应用

研究了多晶硅的浓磷扩散吸杂、铝吸杂、磷-铝联合吸杂(双面蒸铝).采用准稳态光电导衰减法测试了吸杂前后多晶硅片的有效少数载流子寿命,发现磷-铝联合吸杂于硅片少子寿命的提高最大达30μs以上,其次是磷吸杂,铝吸杂再次之.采用吸杂后的多晶硅片制备了1cm×1cm的太阳电池,与相同条件下未经吸杂制备的电池相比,发现三种吸杂方式都能提高电池的各项电学特性,其中磷-铝联合吸杂提高电池效率最大,达40%以上,最差为铝吸杂,只有15%左右的提高,这与吸杂后所测得的少子寿命的变化趋势一致.实验说明三种吸杂方式在不同程度上促成了硅片界面晶格应力对重金属杂质的吸附作用,减少了载流子的复合中心,从而提高了有效少数载流子的寿命;而有效少数载流子的寿命直接影响到电池的效率.     

磷铝吸杂在多晶硅太阳电池中的应用

研究了多晶硅的浓磷扩散吸杂、铝吸杂、磷-铝联合吸杂(双面蒸铝)．采用准稳态光电导衰减法测试了吸杂前后多晶硅片的有效少数载流子寿命，发现磷铝联合吸杂于硅片少子寿命的提高最大达30μs以上，其次是磷吸杂，铝吸杂再次之．采用吸杂后的多晶硅片制备了1cm×1cm的太阳电池，与相同条件下未经吸杂制备的电池相比，发现三种吸杂方式都能提高电池的各项电学特性，其中磷铝联合吸杂提高电池效率最大，达40％以上，最差为铝吸杂，只有15％左右的提高，这与吸杂后所测得的少子寿命的变化趋势一致．实验说明三种吸杂方式在不同程度上促成了硅片界面晶格应力对重金属杂质的吸附作用，减少了载流子的复合中心，从而提高了有效少数载流子的寿命；而有效少数载流子的寿命直接影响到电池的效率．     

减少加固的功率MOS FET中辐照引起击穿的中子辐照方法

本文讨论了一种专门研制的抗辐照功率MOSFET中的瞬态γ诱发“二次击穿”问题,并给出了用中子辐照方法控制少数载流子寿命的实验结果。这种方法在降低“二次击穿”的敏感度方面只获得了部分成功。     

Al-SiO_2-Si(n)系统的电子辐照效应

本文研究了电子辐照和退火对Al-SiO_2-Si(n)系统的影响.结果表明,经电子辐照加适当退火处理的样品与未经辐照的样品相比,体内非平衡少数载流子复合寿命明显降低,但表层产生寿命却有所增加,而且平带电压、界面态密度和表面产生速度都略有降低.     

硅系太阳电池表面钝化技术比较

通过对硅片的少数载流子有效寿命、硅太阳电池的反射损失和光谱响应这三个方面的研究,比较了目前主要的硅太阳电池表面钝化技术,对这些钝化技术的优缺点进行了分析和评价.从上述三个方面的比较可以看出,RTO/SiNx堆叠钝化技术在提高硅太阳电池性能上是最优的,具有良好的应用前景.     

硅片的三氯乙烷氧化对二氧化硅和硅特性的影响

本化研究了1050℃至1200℃下<100>硅在1.1.1.—三氯乙烷(C_(33))跟干氧的混合物中的氧化对二氧化硅和硅特性的影响。加到氧气流中的三氯乙烷(C_(33))使氧化速率同干氧氧化相比增加了。发现氯位于离硅/二氧化硅界面300埃厚的二氧化硅层内。由于HC1的作用,使钠和钾从石英管壁迁移到硅片,因而,C_(33)氧化层内钠和钾的含量比干氧中热生长的氧化层内钠和钾的含量要高。如果二氧化硅表面呈现颗粒状,就可达到可动钠的中和。C_(33)氧化层在290℃下施加一个正的或负的场强后显示出不稳定性。在硅禁带的上半部产生出一些负的氧化层电荷和界面态。没有观察到径C_(33)氧化之后氧化物的固定电荷、界面态密度以及少数载流子的体寿命有什么改善。C_(33)氧化对硅本体材料的主要影响是完全抑制堆垛层错的产生。     

元素掺杂对LED器件空间辐射性能的影响

发光二极管(LED)是卫星光通信系统中重要的光源部件,它的工作性能直接影响着光通信系统的可靠性。对粒子辐照条件下LED器件的少数载流子寿命和输出光功率变化进行了深入的理论分析,依据理论分析展开数值模拟计算。结果表明,提高LED有源区Zn元素掺杂浓度可有效降低少数载流子的辐射寿命,在提高LED输出功率的同时有效提升器件的空间抗辐射性能。     

超快GaAs:Cr:n光电导器件及应用

将加工成一定形状的高电阻率GaAs：Cr：n光电导块放入中子场中辐照,以便减少电荷载流子寿命,再将经过辐照并冷却的GaAs：Cr：n样品置入同轴结构的微带线上。这一技术使GaAs：Cr：n成为皮秒时间响应的光电器件并被用作超高速探测器和光电开关。     

用电子或γ射线幅照硅功率器件来控制寿命

提要控制降低高频硅功率整流器和半导体开关元件内少数载流子寿命,已经成为可能。关于用0.8～12兆电子伏能量的电子和Co~(60)γ射线,辐照硅功率器件,改变器件的开关性能的有效性已进行研究,并与金或铂扩散器件进行了比较。在两极管中,正向电压降和反向恢复电荷或反向恢复时间,在半导体开关元件内正向电压降和断开时间,由金扩散器件提供了最佳的协调。但是,由于金扩散器件的泄漏电流大,限止了它的最高运行温度,使这个优点被稍微抵销。此外,辐照提供了更为精确,均匀和重复的寿命控制方法。     

基于激光-微波双辐射源少子寿命的测定装置

单晶硅材料中光生少数载流子寿命是太阳电池设计及生产过程中需要考虑的一个重要参数。基于微波光电导法的测量原理,从单晶硅材料中的电导率和少数载流子浓度的关系着手,提出了一种基于激光-微波双辐射源的硅材料非平衡少数载流子寿命测量系统,实现了对其寿命的初步测量。实验表明,该设计方案具有可行性。     

抗辐射0.18μm NMOS器件热载流子效应研究

基于0.18μm CMOS工艺开发了抗总剂量辐射加固技术,制备的1.8 V NMOS器件常态性能良好,器件在500 krad(Si)剂量点时,阈值电压与关态漏电流无明显变化。研究器件的热载流子效应,采用体电流Isub/漏电流Id模型评估器件的HCI寿命,寿命达到5.75年,满足在1.1 Vdd电压下工作寿命大于0.2年的规范要求。探索总剂量辐射效应与热载流子效应的耦合作用,对比辐照与非辐照器件的热载流子损伤,器件经辐照并退火后,受到的热载流子影响变弱。评估加固工艺对器件HCI可靠性的影响,结果表明场区总剂量加固工艺并不会造成热载流子损伤加剧的问题。     

硅光单体电源铝背场吸杂对非平衡少子寿命的影响

采用φ100mm厚度400μm、电阻率为0.8～2Ω·cm的p(100)CZ硅片制作硅光单体电源,并对RTP和铝背场烧结工艺进行了研究.实验发现:快速热退火工艺对硅片少子寿命产生一定影响.铝背场烧结和适当的快速热处理促成了硅片界面晶格应力对重金属杂质的吸附作用,并减少了载流子的复合中心,从而提高了光生载流子的扩散长度,提高了非平衡少子寿命.     

硅光单体电源铝背场吸杂对非平衡少子寿命的影响

采用φ100mm厚度400μm、电阻率为0.8～2Ω·cm的p(100)CZ硅片制作硅光单体电源,并对RTP和铝背场烧结工艺进行了研究.实验发现:快速热退火工艺对硅片少子寿命产生一定影响.铝背场烧结和适当的快速热处理促成了硅片界面晶格应力对重金属杂质的吸附作用,并减少了载流子的复合中心,从而提高了光生载流子的扩散长度,提高了非平衡少子寿命.     

电子辐照高阻NTD FZ Si中缺陷态的退火特性

报导了电子辐照高阻NTD－FZ－Si中缺陷态的退火特性。分别采用真空和N2气保护下进行等时、等温退火，测量了它们的DLTS港和相应的少数载流子寿命，对两种退火气氛的实验结果进行了分析讨论。     

高频光电导衰减法测试Ge单晶少数载流子寿命

高频光电导衰减法是测量Ge单晶少数载流子寿命常用的方法,高频脉冲信号照射到单晶表面时,产生非平衡载流子,非平衡载流子的复合时间长短反映了少数载流子寿命的大小。电阻率越低,少数载流子寿命越小,仪器就难以测试。介绍了电阻率为0.03~0.04Ω.cm Ge单晶少数载流子寿命的测试方法。通过理论分析及实际测试,发现影响Ge单晶测试的主要因素有3个,即样品的表面状态、厚度及测试仪器的小注入水平。通过规范这些测试条件,能够测试低阻Ge单晶的少数载流子寿命。     

多晶硅发射区中的少数载流子注入理论

本文提出了一种新的多晶硅发射区少数载流子注入理论.考虑了晶粒间界厚度和其中的少数载流子复合,假设晶粒间界和晶粒具有不同的少数载流子迁移率和寿命.引入少数载流子迁移率和寿命随多晶硅厚度变化的函数,通过求解与单晶硅少数载流子注入形式上完全相同的连续性方程,不仅得到了前人关于晶粒间界对少数载流子具有阻碍和复合双重作用的结论,而且成功地区分了不同晶粒间界对降低注入饱和少数载流子电流贡献的大小.其中,第一个晶粒间界能够最有效地减少注入饱和少数载流子电流.与此同时,本文还得到了能够降低注入饱和少子电流百分之十以上的有效晶粒间界个数与晶粒/晶粒间界界面态密度和晶粒大小之间的关系.     

碲镉汞晶片少数载流子寿命面分布的自动测试技术

建立了一套碲镉汞薄晶片加工过程中的少数载流子寿命面分布自动检测系统，用于碲镉汞我元光导器件制备工艺生产线，获得了１８０地器件性能分布同薄晶片少数载流子寿命分布一致的结果。     

碲镉汞材料少子寿命的微波反射光电导衰减测量

详细说明了用微波反射光电导衰减(μ-PCD)测量碲镉汞材料(MCT)中少数载流子寿命的原理。μ-PCD系统对样品少数载流子寿命的测量范围为20ns至3ms，测量温度可以从80K到325K变化，整个系统的测量由计算机控制自动进行，可以对样品进行X-Y平面扫描测量并进行结果数据分析。同时，还报道了用μ-PCD技术测量液相外延MCT薄膜材料少数载流子寿命的结果。