后扩金工艺

众所周知,掺金工艺可以提高晶体管的开关速度,是目前饱和型T~2L电路制造工艺中的一项重要工艺。常规的掺金工艺是按排在隔离扩散之后,与基区氧化同时完成。实践证明,这种掺金工艺存在如下不足之处:(1)硅片最后一次高温处理(三次氧化)温度仅900℃左右,使金的固溶度大大变低,造成集电区复合中心浓度剧烈下降,从而限制了晶体管开关速度的提高。(2)金扩散以后,硅片又经过多次热循环,大量金原子有可能在硅片缺陷处产生沉淀,使硅片内“管道”密度造成数量级的增殖,严重影响器件     

ZnO/p-Si异质结构的电学输运特性

采用等离子体浸没离子注入沉积方法,在p型Si衬底上制备了具有整流特性的、非故意掺杂的以及掺氮的ZnO/p-Si异质结.非故意掺杂的ZnO薄膜为n型(电子浓度为1019cm-3数量级),掺氮的ZnO薄膜为高阻(电阻率为105Ω·cm数量级).非故意掺杂的ZnO/p-Si异质结在正向偏压下,当偏压大于0.4V,电流遵循欧姆定律.然而对于掺氮的ZnO/p-Si样品,当偏压小于1.0V时,电流表现为欧姆特性,当偏压大于2.5V时,电流密度与电压的平方成正比的关系.分别用Anderson模型和空间电荷限制电流模型对非故意掺杂和掺氮的ZnO/p-Si异质结二极管的电流输运特性进行了解释.     

砷化镓气相外延中Zn的行为和微光材料的制备

在Ga-AsCl_3-H_2系统中用金属Zn为掺杂剂,研究了气相外延GaAs时Zn的掺入和行为。GaAs中Zn的分配系数和空穴浓度分别为10和大于10~(20)cm~(-3),它们都比掺Cd的GaAs大2—3个数量级。这保证了用以制备光阴极材料所需的高空穴浓度的P-GaAs。结合掺Zn和掺s,已重复制得界面良好的P-n结构材料。     

基础元件介绍——晶体三极管

晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。从外表上看两个N区(或两个P区)是对称的,实际上发射区的掺杂浓度大,集电区掺杂浓度低,且集电结面积大,基区要制造得很薄,厚度约在几个微米至几十个微米。如图1从三个区引出相应的电极,分别为     

新型的固体微波振荡器

美帝罗姆航空发展中心发现了一种新型的固体微波振荡器。在进行物理研究项目可靠性试验时,发现掺金的硅平面二极管能获得高效率的微波振荡(硅二极管通常用作电流的快速开关)。用150毫微秒的脉冲时,此种二极管在750兆赫下脉冲功率输出为12瓦,效率35％。据称,这是第一次在平面掺金二极管内观察到的微波振荡。大多数固体振荡器是用台式结构而不掺金。平面掺金微波振荡器的优点是:可作为微波集成电路工艺的一部分来制作,具有较高的频率响应,且成品率较高,成本较低。另外,由于掺金,其工作模式是低压和大     

全欧姆接触高速开关晶体管

本文提出用全欧姆接触结构,采用常规双扩散工艺,在基区和集电区为少数载流子和多数载流于提供复合通道,引入新的复合机构,达到了缩短贮存时间、提高开关速度的目的.实验证明,新复合机构使贮存时间减小到常规结构的三分之一左右.     

用非线性光纤连接的长周期光栅对的光开关特性

提出用一根掺铒光纤连接两个对称的长周期光纤光栅(EDF-LPFG)对构成的新型全光开关.数值模拟了在交叉相位调制下对应于不同抽运功率的信号光的透射谱;还研究了在不同光栅的有效折射率调制幅度和光纤吸收系数下,信号光透射率随抽运光功率的变化.导出了器件的阈值开关功率公式.EDF-LPFG对光开关的阈值开关功率比单LPFG光开关的开关功率降低了5个数量级,不到25 mW.     

SiGe HBT异质结势垒高度物理模型研究

基于SiGe HBT异质结势垒效应(HBE)产生的物理机制,综合考虑Ge引入集电区和大电流下电流感应基区中少子浓度对空穴浓度的影响,建立了异质结势垒高度解析模型。结果表明,将Ge引入集电区可有效地推迟HBE发生;同时,考虑少子浓度的影响,势垒高度具有明显的饱和趋势,峰值约为0.07 eV。     

光伏法研究掺金硅特性

本文采用光伏方法测量掺金硅的少子寿命，掺金浓度为１０~（１２）～６．６２×１０~（１５）ｃｍ~（－３），４个数量级；根据对两类不同电阻率的Ｎ型掺金硅少子寿命系统的测量和统计计算，提出了对硅中金性质的看法。统计计算及简并因子和金施主与金受主的相关性，实验和计算结果都表明，高浓度金掺杂可以改变Ｎ型高阻硅的导电类型。     

基于生长方向的P型ZnO薄膜特性的研究

利用超声雾化热分解法(USP),通过N-Al共掺的方法,制备出p型ZnO薄膜.利用霍尔测试、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜分析了不同生长时间ZnO薄膜样品的电学特性、结构和表面形貌的变化.结果表明:其它条件固定时,只有在合适的生长时间条件下,才能得到电学性能较好的N-Al共掺p型ZnO薄膜(电阻率为46.8 Ω·cm、迁移率为0.05 cm2·V-1·s-1、载流子浓度是2.86×1018 cm-3.     

晶体管的放大和开关作用

晶体管有三个区-发射区、基区和集电区,三个区各引出一根电极(e、b、c);有两个PN结,发射区和基区间的PN结称为发射结,集电区和基区间的PN结称为集电结;由两层N型半导体中间夹着一层P型半导体的称为NPN管,由两层P型半导体中间夹着一层N型半导体的称为PNP管.本文介绍晶体管的放大作用和开关作用.     

非外延集电区的超高压锗硅异质结双极晶体管

介绍了在0.18 μm逻辑工艺平台上全新设计的超高压锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT),该器件改变了外延的一维纵向集电区,而采用了通过离子注入掺杂的“L形”二维集电区结构,集电区包括本征基区下方的纵向集电区和场氧底部横向集电区.该器件可在同一工艺中通过版图中横向集电区长度的变化实现不同的击穿电压,因此可制作超高压...     

N-Al共掺ZnO薄膜的p型传导特性

利用直流反应磁控溅射技术制得N-Al共掺的p型ZnO薄膜,N2O为生长气氛.利用X射线衍射(XRD),Hall实验,X射线光电子能谱(XPS)和光学透射谱对共掺ZnO薄膜的性能进行研究.结果表明,薄膜中Al的存在显著提高了N的掺杂量,N以N-Al键的形式存在.N-Al共掺ZnO薄膜具有优良的p型传导特性.当Al含量为0.15wt%时,共掺ZnO薄膜的电学性能取得最优值,载流子浓度为2.52×1017cm-3,电阻率为57.3Ω·cm,Han迁移率为0.43cm2/(V·s).N-Al共掺p型ZnO薄膜具有高度c轴取向,在可见光区域透射率高达90%.     

具有最小衬底电流的横向pnp GaAs双极晶体管

制造了注入铍确定发射区和集电区的横向pnp双极晶体管。注入期间,用SiO_2和光刻胶保护基区表面(1～2μm宽),以防止铍离子由此注入。退火期间出现的横向蔓延和扩散,减少了基区宽度,这可通过退火的温度和时间来调整。在n-GaAs有源层和衬底之间淀积一层n型Ga_(0.7)Al_(0.3)As层,铍离子穿透GaAs/GaAlAs界面,在发射区和集电区下面的GaAlAs层内形成了pn结。由于GaAlAs的禁带宽度较大,这就使通过寄生的发射极-衬底二极管的电流比通过GaAs pn结的电流降低了几个数量级。有效基区宽度为0.5μm的器件的共射极电流增益为10。     

Al浓度对AZO紫外探测器性能的影响

采用射频溅射工艺,在石英基片上制备了未掺和掺Al浓度分别为5%、10%、15%及20%(原子分数)的氧化锌(AZO)薄膜.研究了薄膜的结构和光学性质,结果表明,所制备的薄膜具有c轴择优取向,随着Al浓度的增加,薄膜光学吸收边蓝移.在薄膜上真空蒸发沉积金叉指电极制备了MSM结构光电导紫外探测器,光谱响应测试表明,在5 V偏压下掺Al浓度为5%的探测器在375 nm紫外光照下响应度为37 A/W,对400 nm以上可见光响应度减小了1个数量级.     

多晶硅发射极晶体管的集电区补偿注入技术

本文提出了一种新的提高多晶硅发射极晶体管和电路速度的方法，通过对器件外基区下对应的外延层区域进行离子补偿注入，降低相应外延层中的净掺杂浓度，有效地减小了外基区－集电区单位面积的集电结电容，有利于器件和电路速度的提高．由于内基区下对应的外延层浓度不变，对器件的直流特性无不良影响．本文给出了补偿注入研究结果和器件特性．     

内透明集电极IGBT（ITC-IGBT）与PT-IGBT、FS-IGBT的性能比较

首次对600 V平面型内透明集电极IGBT(ITC-IGBT)、PT-IGBT和FS-IGBT通态电压与关断能耗之间的折中曲线进行了仿真分析和比较.ITC-IGBT是在PT-IGBT结构中的p+型衬底与n型缓冲层之间加入一层厚度很薄、掺杂浓度低于p+衬底的p型内透明集电区,并且在集电区之内、集电结附近设置具有很低过剩载流子寿命的载流子局域寿命控制层,从而实现透明集电极的效果.仿真结果表明,ITC-IGBT具有优良的综合性能,采用缓冲层浓度最优值的ITC-IGBT的折中曲线明显优于PT-IGBT与FS-IGBT.说明ITC-IGBT结构不仅能解决现有透明集电极IGBT超薄片加工工艺难度大的问题,还为进一步改善IGBT器件综合性能提供了新途径.     

磁性材料、超导材料和器件

TM20 99020053磁场引导水溶还原法制备磁性金属纤维/赵振声,吴明忠,何华辉(华中理工大学)11华中理工大学学报.一1998,26(7),一74一76提出了用磁场引导水溶还原法制备磁性金属纤维的新思想,分析了用这种方法制备磁性金属纤维的机理和动力学过程,给出了实验结果.实验表明,磁场引导水溶还原法适合于制备磁性金属纤维,且纤维的直径在林m和亚pm数量级.图3参4(金)TM271·99020054零温下掺杂浓度x二0.5时的钙钦矿型锰氧化物磁有序和电荷有序共存相的理论研究/陈解涛,田光善,林宗涵(北京大学)11低温物理学报一1 998,20(4)一245一256为了解释实验上…     

用于光电集成的InP基HBT新结构

对用于光电集成(OEIC)的InP基异质结双极性晶体管(HBT)进行了分析,提出了一种新的集电区外延结构,该结构是在单HBT(SHBT)的集电区与次集电区间加入特定厚度与掺杂浓度的p-InGaAs层和n-InP层,既适用于集成光探测器,又较好地解决了SHBT反向击穿电压低、传统双HBT(DHBT)电子堆积效应等问题,并具有外延层生长简单、集电区电子漂移速率高等优点.     

冷钛泵在氦质谱探漏仪中的应用

本文介绍了一种对氮质谱探漏仪进行改进的方法。实验证明,在真空系统中接入一只冷钛泵,能使灵敏度提高1～1.5个数量级,即从4.3×10~(-9)托·升/秒提高到4.9×10~(-11)托·升/秒,并使探漏时间有所缩短,从而提高工作效率.