SIMOX材料顶层硅膜中残余氧的行为

利用光致发光谱(PL)和二次离子质谱(SIMS)检测了不同退火条件下处理的SIMOX材料的顶层硅膜．实验结果显示,SIMOX顶层硅膜的PL谱有三个峰：它们是能量为1.10eV的a峰、能量为0.77eV的b峰和能量为0.75eV的c峰．与RBS谱相比,发现a峰峰高及b/a峰值比是衡量顶层硅膜单晶完整性的标度．谱峰b起源于SIMOX材料顶层硅膜中残余氧,起施主作用．SIMS测试结果显示,谱峰c来源于SIMOX材料顶层硅膜中的碳和氮．     

刻划的富硅二氧化硅/p-Si结构的光致发光和电致发光

以磁控溅射方法于 p- Si上淀积富硅二氧化硅 ,形成富硅二氧化硅 /p- Si结构 ,用金刚刀在其正面刻划出方形网格后在 N2 气氛中退火 ,其光致发光 (PL)谱与未刻划的经同样条件退火的对比样品的 PL 谱有很大不同 .未刻划样品的 PL 谱只有一个峰 ,位于 840 nm (1.48e V) ,而刻划样品的 PL 谱是双峰结构 ,峰位分别位于 6 30 nm(1.97e V)和 840 nm.80 0℃退火的刻划富硅二氧化硅 /p- Si样品在背面蒸铝制成欧姆接触和正面蒸上半透明金电极后在正向偏压 10 V下的电致发光 (EL)强度约为同样制备的未经刻划样品在同样测试条件下的 EL 强度的 6倍 .EL 谱形状也有明     

纳米硅量子点的自然形成及其发光特性

用 Si H4 气体的减压 CVD法 ,在氧化硅以及石英基板上自然形成了高密度的 (～ 10 11cm-2 )纳米尺寸的半球状硅晶粒 (硅量子点 ) ,并且对其光学吸收和发光 (Photo- luminescence,PL)特性进行了评价。用表面热氧化了的硅量子点样品 ,在室温条件且在高于 1.2 e V以上的能量范围内观察到了 PL谱。随着量子点尺寸的减少 ,PL谱的光学吸收限移向高能方向。 PL谱的峰值能呈现大幅度的 (约 0 .9e V)斯塔克移动 ,并且 PL谱的强度几乎与温度无关 ,说明发光来自与局域能级相关联的发光和复合过程。     

半导体材料

0205855低剂量 SIMOX 圆片线缺陷的针孔的研究[刊]/郑望//功能材料与器件学报.—2001.7(4).—431～433(C)用 Secco 法、Cu-plating 法分别表征了低剂量SIMOX 圆片顶层硅线缺陷、埋层的针孔密度。结果显示,低剂量 SIMOX 圆片的顶层硅缺陷密度低,但埋层质量稍差。通过注入工艺和退火过程的进一步优化,低剂量 SIMOX 将是一种有前途的 SOI 材料制备工艺。参7     

海洛因的激光拉曼散射谱

给出海洛因的实测 X射线衍射谱、傅里叶红外吸收谱和激光拉曼散射谱 .由衍射谱测出 :海洛因属于正交晶系 ,原胞基矢是 a=8.0 0 3,b=14.373,c=16.0 92× 10 -10 m.又由吸收谱计算得 :海洛因的基本声子能量是 L O=0 .0 4 86,TO1=0 .0 555,TO2 =0 .0 616,LA=0 .0 2 57,TA1=0 .0 0 97,TA2 =0 .0 134 e V.海洛因所有的傅里叶红外吸收峰都是由这些基本声子能量按不同组合方式得到 ,并且每一个激光拉曼背向散射频移峰 ,也是由这些基本声子能量组合而成 .     

薄膜厚埋层SOI材料的新制备技术

在结合低剂量注氧隔离(SIMOX)技术和键合技术的基础上,研究了制备薄膜(薄顶层硅膜)厚埋层SOI材料的新技术--注氧键合技术.采用该新技术成功制备出薄膜厚埋层SOI材料,顶层硅厚度130nm,埋氧层厚度lμm,顶层硅厚度均匀性±2%.并分别采用原子力显微镜(AFM)和剖面透射电镜(XTEM)对其表面形貌和结构进行了表征.研究结果表明,SIMOX材料顶层硅通过键合技术转移后仍能够保持其厚度均匀性,且埋氧层和顶层硅之间具有原子级陡峭的分界面,因此注氧键合技术将会是一项有广阔应用前景的SOI制备技术.     

薄膜厚埋层SOI材料的新制备技术

在结合低剂量注氧隔离(SIMOX)技术和键合技术的基础上,研究了制备薄膜(薄顶层硅膜)厚埋层SOI材料的新技术--注氧键合技术.采用该新技术成功制备出薄膜厚埋层SOI材料,顶层硅厚度130nm,埋氧层厚度lμm,顶层硅厚度均匀性±2%.并分别采用原子力显微镜(AFM)和剖面透射电镜(XTEM)对其表面形貌和结构进行了表征.研究结果表明,SIMOX材料顶层硅通过键合技术转移后仍能够保持其厚度均匀性,且埋氧层和顶层硅之间具有原子级陡峭的分界面,因此注氧键合技术将会是一项有广阔应用前景的SOI制备技术.     

刻划的富硅二氧化硅／p-Si结构的光致发光和电致发光

以磁控溅射方法于p-Si上淀积富硅二氧化硅,形成富硅二氧化硅／p-Si结构,用金刚刀在其正面刻划出方形网格后在N2气氛中退火,其光致发光(PL)谱与未刻划的经同样条件退火的对比样品的PL谱有很大不同.未刻划样品的PL谱只有一个峰,位于840nm(1.48eV),而刻划样品的PL谱是双峰结构,峰位分别位于630nm(1.97eV)和840nm.800℃退火的刻划富硅二氧化硅/p-Si样品在背面蒸铝制成欧姆接触和正面蒸上半透明金电极后在正向偏压10V下的电致发光(EL)强度约为同样制备的未经刻划样品在同样测试条件下的EL强度的6倍.EL谱形状也有明显不同,表现在：未经刻划样品的EL谱可以分解为两个高斯峰,峰位分别位于1.83eV和2.23eV;而在刻划样品EL谱中1.83eV发光峰大幅度增强,还产生了一个新的能量为3.0eV的发光峰.认为刻划造成的高密度缺陷区为氧化硅提供了新的发光中心并对其中某些杂质起了吸除作用,导致PL和EL光谱改变.     

Ge覆盖多孔硅结构的桔绿光发射

使用 5 14 .5 nm Ar+激光检测了 Ge覆盖多孔硅结构的光致发光谱 (PL) ,观察到峰位 2 .2 5 e V,半峰宽约 0 .1e V的一个新的桔绿发光峰 .随着覆盖 Ge薄膜的加厚 ,这个桔绿发光峰的峰位保持不变 ,但发光强度显著下降 .实验和分析结果表明 ,该桔绿发光峰源于多孔硅和嵌于其孔中的 Ge纳米晶粒两者界面中的 Ge相关缺陷     

硅基氧化锌薄膜中的发光和复合中心

报道了用MOCVD方法制备的硅基ZnO薄膜中的中性施主-价带D0h发光.ZnO/p-Si结构经空气中700 ℃退火1h,然后进行X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)谱和I-V特性测量.实验得到不同载气流量制备的样品都具有整流特性.深能级瞬态谱(DLTS)测量探测到各样品中存在两个施主深能级E1和E2.相应的室温PL谱测量显示样品近带边发射包含不同的发光线.利用高斯拟合方法,样品S2a的PL谱分解为三条发光线b,c和d,其中发光线b可归结为ZnO中的激子发射;DLTS测量得到的施主能级E1与发光线c和d的局域态电离能Ed相关,为D0h中心.此外,实验揭示E2能级的相对隙态密度与PL谱的发光强度成反比,表明深能级E2具有复合中心性质.     

硅基氧化锌薄膜中的发光和复合中心

报道了用MOCVD方法制备的硅基ZnO薄膜中的中性施主-价带D0h发光.ZnO/p-Si结构经空气中700 ℃退火1h,然后进行X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)谱和I-V特性测量.实验得到不同载气流量制备的样品都具有整流特性.深能级瞬态谱(DLTS)测量探测到各样品中存在两个施主深能级E1和E2.相应的室温PL谱测量显示样品近带边发射包含不同的发光线.利用高斯拟合方法,样品S2a的PL谱分解为三条发光线b,c和d,其中发光线b可归结为ZnO中的激子发射;DLTS测量得到的施主能级E1与发光线c和d的局域态电离能Ed相关,为D0h中心.此外,实验揭示E2能级的相对隙态密度与PL谱的发光强度成反比,表明深能级E2具有复合中心性质.     

低压MOCVD生长ZnO单晶薄膜的制备与性质

利用 LP-MOCVD生长技术 ,采用 Zn(C2 H5) 2 作 Zn源和 CO2 作氧源 ,在 (0 0 0 2 )蓝宝石衬底上获得了沿 c轴取向高度一致的 Zn O单晶薄膜。通过对其吸收谱的曲线拟合 ,得到室温下 Zn O薄膜的光学带隙为 3 .2 45e V。在样品的室温光荧光谱 (PL)中观察到对应于带边发射的较强的发光峰 ,对样品中蓝带的产生原因进行了讨论     

关于S0I（SIMOX）材料在注入过程中粒子污染的研究

本文描述注氧机在制作SOI（SIMOX）材料时，注入过程对顶层硅中产生粒子污染的影响。结合SIMS测试结果，从光路结构，电器参数、靶室等方面阐述粒子污染的机理，并提出相应的解决措施。     

SIMOX薄膜材料的红外光谱特性和薄膜厚度的非破坏性测量方法

报道了 SOI材料薄膜厚度的非破坏性快速测量方法 ,详细地研究了 SIMOX材料的红外吸收光谱特性 ,求出了特征峰对应的吸收系数 .提出利用红外吸收光谱测量 SIMOX绝缘埋层厚度的非破坏性方法 ,并根据离子注入原理计算出表面硅层的厚度 .SIMOX薄膜的表层硅和绝缘埋层的厚度是 SOI电路设计时最重要的两个参数 ,提供的非破坏性测量方法 ,测量误差小于5% .在 SIMOX材料开发利用、批量生产中 ,用此方法可及时方便地检测 SIMOX薄膜的表层硅和绝缘埋层的厚度 ,随时调整注入能量和剂量     

脉冲中子辐照在硅中引起缺陷的研究

研究了脉冲中子辐照的中子嬗变掺杂 (NTD)硅二极管中缺陷的形成及其退火特征 ,并与热中子辐照样品进行了比较。深能级瞬态谱仪 (DL TS)测量表明硅中主要存在五类电活性缺陷 :氧空位 E1(Ec- 0 .19e V) ,不同荷电态的双空位 E2 (Ec- 0 .2 8e V)和 E4 (Ec- 0 .4 0 e V) ,双空位与氧杂质相结合的络合物 E3 (Ec- 0 .31e V) ,以及与样品材料原生缺陷有关的辐照感生缺陷 E5(Ec- 0 .4 8e V)。实验结果表明 ,脉冲中子辐照由于其高的中子能量和辐照剂量率 ,导致复杂络合物的浓度高于简单缺陷浓度。进一步 4 0 0℃温度以下退火实验显示了缺陷的分解和重建过程     

SIMOX薄膜材料的红外光谱特性和薄膜厚度的非破坏性测量方法

报道了SOI材料薄膜厚度的非破坏性快速测量方法,详细地研究了SIMOx材料的红外吸收光谱特性,求出了特征峰对应的吸收系数.提出利用红外吸收光谱测量SIMOX绝缘埋层厚度的非破坏性方法,并根据离子注入原理计算出表面硅层的厚度.SIMOX薄膜的表层硅和绝缘埋层的厚度是SOI电路设计时最重要的两个参数,提供的非破坏性测量方法,测量误差小于5％.在SIMOX材料开发利用、批量生产中,用此方法可及时方便地检测SIMOX薄膜的表层硅和绝缘埋层的厚度,随时调整注入能量和剂量.     

SIMOX上外延层的TEM研究

氧注入隔离(SIMOX:Separation by IMplanted OXygen)是绝缘层上形成单晶硅(SOI:Silicon onInsulator)结构的最有前途的技术。制备工艺简单,可获得绝缘层上高质量的单晶硅膜。由于SIMOX衬底与体材料硅相比有许多潜在的优点,如有较高的开关速度、较强的抗辐照能力和避免闭锁效应等,正受到人们越来越多的关注。SIMOX衬底上分子束外延生长GaAs或Si/Ge_(0.5)Si_(0.5)应变层超晶格薄膜,具有异质外延材料和SIMOX的全部优点。可把GaAs光电器件和硅集成电路集成在一块芯片上。SIMOX中氧化物埋层由氧离子注入单晶硅形成,注入能量为200kev,剂量为1.8×10~_(18)/cm~2。注入后试样在1300C干氮气氛中退火6小时,然后在SIMOX     

多孔硅PL谱的影响因素分析

通过阳极氧化电化学方法制备了多孔硅,并在室温下对不同条件下制得的多孔硅光致发光谱(PL谱)进行系统的分析.结果表明,随着阳极电流密度、阳极化溶液浓度和时间的增大,多孔硅的PL谱峰将发生"蓝移",并且PL峰强也显著增加,但过大的电流密度、阳极化溶液浓度和时间将导致PL峰强下降.另外,还发现PL谱存在多峰结构,而多孔硅在空气中放置时间的延长将引起其PL的短波峰"蓝移"和强度下降,但对长波峰只引起强度减弱,并不影响其峰位.PL谱的多峰结构可以认为是由于样品中同时存在"树枝"状和"海绵"状两种微观结构所产生的,在这个假设下,用多孔硅氧化后发光中心从硅表面移到二氧化硅层及量子限制模型能够解释上述现象.     

带电粒子辐射对GaAs/AlGaAs多量子阱光学性质的影响

利用光荧光谱研究了带电粒子辐照对 Ga As/Al Ga As多量子阱光学性质的影响。用能量为 1 Me V、注量为 1 0 1 3～ 1 0 1 6 /cm2 的电子辐照 ,模拟太空环境下范艾仑带对多量子阱的辐射。辐射后在 45 0℃真空环境下退火 5分钟 ,测量了辐照前后材料的荧光谱。发现量子阱特征峰 772 nm(E=1 .61 e V)辐照后峰位不变 ,峰高有所降低 ,但退火后峰高有所恢复 ,仍比辐照前要低 ;注量为 1 0 1 6 /cm2 的样品中 Ga As的 D0 ～ A0 对复合发光峰 83 2nm(E=1 .49e V)消失。对此结果进行了讨论 ,并与质子辐照的情况作了比较。     

多孔硅PL谱的影响因素分析

通过阳极氧化电化学方法制备了多孔硅,并在室温下对不同条件下制得的多孔硅光致发光谱(PL谱)进行系统的分析.结果表明,随着阳极电流密度、阳极化溶液浓度和时间的增大,多孔硅的PL谱峰将发生"蓝移",并且PL峰强也显著增加,但过大的电流密度、阳极化溶液浓度和时间将导致PL峰强下降.另外,还发现PL谱存在多峰结构,而多孔硅在空气中放置时间的延长将引起其PL的短波峰"蓝移"和强度下降,但对长波峰只引起强度减弱,并不影响其峰位.PL谱的多峰结构可以认为是由于样品中同时存在"树枝"状和"海绵"状两种微观结构所产生的,在这个假设下,用多孔硅氧化后发光中心从硅表面移到二氧化硅层及量子限制模型能够解释上述现象.