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Volume 9, Issue 5, May 1988

    CONTENTS

  • n沟增强型InP MISFET研究

    江若琏, 郑有炓, 王仁康

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 451

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    在掺Fe的<100>晶向半绝缘 InP上,用 TEOS为源的 PECVD SiO_2作为栅氧化层,以Si~+注入 S.I.InP形成源、漏区,研制成基于 InP/SiO_2界面的n沟增强型 InP MISFET.其饱和区跨导 g_m为6.4mS/mm,沟道有效电子迁移率 μ_(eff)为1400cm~2/V·S,并对 InP MISFET特性及漏电流慢漂移行为作了讨论与分析.

  • 湿氢法开管镓扩散

    林玉松, 李萍

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 459

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    本文提出了湿氢法开管镓扩散工艺,采用此工艺在硅片中进行扩散,其工艺重复性、均匀性、一致性良好.用该工艺制造的高反压晶体管,电气特性参数均优于现行的涂层硼铝扩散工艺的结果.

  • PN结电容微分量频谱

    许铭真, 谭长华

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 465

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    本文用单一能级深陷阱模型研究了含深陷阱中心的PN结电容(C)及其微分量((dC)/(dω))与频率(ω)的关系,得到了相应的解析式.理论分析结果表明:电容微分量是一个具有峰值的函数,其峰值、峰位与深陷阱密度及载流子发射时间常数相关.由此提供了一种利用PN结的 C-ω特性确定深陷阱参数的新方法.用此方法,在室温(300K)条件下,测定了 P~+N结中的金受主能级的俘获截面σ_?=(5.6±0.8)×10~(-16)cm~2.

  • 适用于亚微米沟道MO SFET的阈值电压解析模型

    汤庭鳌, CarlosAraujo, 陈登元, 章倩苓

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 473

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    本文利用本征函数方法,采取一定的边界条件,得到了二维泊松方程的解析解.并由此导得适用于亚微米沟道MOS场效应管阈值电压的解析表达式.本解析模型未引进复杂的几何结构参数及经验参数,适用于不同的衬底反偏电压、漏极电压等条件.这些结果与数值模拟的结果以及有关实验的结果符合得较好,对短沟道MOSFET的设计及性能的了解有实际参考价值.

  • Ti/Si和Ti/O/Si界面相互作用的研究

    李宝骐, 季明荣, 吴建新, 许振嘉

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 484

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    本文利用XPS、UPS和AES等分析技术,对不同清洁处理的Ti/Si(111)界面进行了研究.在超高真空(~4 × 10~(-10)mbar)中,高纯Ti(99.99%)淀积在Si(111)表面上.Ti/S界面产生相互作用.Ti2p和Si2p芯能级产生化学位移,利用电子组态变化的观点解释了所观测到的化学位移.具有氧玷污的Ti 蒸发源,淀积在Si(111)表面上,没有观察到界面相互作用.如果在Si(111)表面存在极薄的氧化层,则在界面处首先形成 Ti的氧化物.文中讨论了氧玷污对界面互作用的影响.

  • 二硅化钨形成、结构和电性质的研究

    丁训良, 王忠烈, 钱亚宏

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 490

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    本文报道用As离子束混合形成WSi_2的结构和电性质的研究结果。指出在衬底温度350℃下注入,WSi_2的形成温度可大大降低.WSi_2薄膜电阻率随后退火温度的变化与微结构有关.淀积薄膜过程中引入的氧杂质限止晶粒生长,影响WSi_2薄膜的电阻率.观察到退火过程中氧杂质和注入As离子的再分布和严重丢失.进一步讨论了离子束混合形成硅化物的机理.

  • 氮离子注入形成的SOI结构的研究

    范缇文, 袁俊, L.M.Brown

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 497

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    用透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)和电子能量损失谱(EELS)对高剂量氮离子注入再经热退火所形成的硅-绝缘层(SOI)结构的纵断面进行了微区分析并测定了氮-硅元素浓度比沿深度的分布. EELS的分析证明了在绝缘层的多孔区中可能有一些以气体形式出现的氮分子. 利用EELS的低能等离子峰形成的能量选择像能够对硅和氮化硅进行相分离,并有助于估计可能引起短路的因素.

  • 具有栅电流修正的肖特基势垒技术测量迁移率分布

    相奇, 汪立椿

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 502

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    砷化镓肖特基场效应管有源层中的电子迁移率分布对器件有重要的影响,改变负栅偏压可以测出不同深度处的迁移率,但是由于表面总是处在耗尽状态,因此很难测出表面电子迁移率,本文介绍一种微分直流等效模型,使肖特基势垒可以正偏且较好地包括了栅电流修正.应用这一模型,可以较精确地测出非常接近表面的漂移迁移率和几何磁阻迁移率,模型推导较严密,物理意义清晰.

  • 半导体激光器调制相位不均匀效应的实验研究

    潘贵生, 赵一广

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 513

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    对于条形半导体激光器在不同偏置电流、调制频率的工作条件下,调制相位不均匀效应进行了实验研究,并与1.3μm、BH半导体激光器的调制相位不均匀性进行了比较.实验结果与理论计算一致.

  • 与GaAs中EL2能级有关的局域振动中心的模型计算

    钟学富, 江德生, 葛惟锟, 宋春英

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 517

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    本文试图对与EL_2中心有关的局域模振动的一个最新测量结果给予解释,认为一个填隙的(或偏心代位的)氧原子可能是产生这些局域模振动的原因.设计了一个简单的模型.并在双心键理论的基础上,进一步考虑了晶格弛豫,对模型进行了估算,发现产生所观察的局域模振动是完全可能的.这个分析强烈暗示氧与所观测样品中EL2中心的关系.

  • Pt/Si界面化学键性质的研究

    季明荣, 吴建新, 李宝骐, 许振嘉

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 524

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    在超高真空系统中,超薄层 Pt淀积膜原位蒸发在原子清洁的 Si(111)表面上形成 Pt/Si界面.利用光电子谱技术(XPS和UPS)研究了Pt/Si 界面的化学性质.测量了Si2p和Pt 4f芯能级和价带电子态,并着重研究这些芯能级及电子态在低覆盖度时的变化.由 Si(2p)峰的强度随 Pt 覆盖度的变化可以清楚证明:在 300 K下淀积亚单原子层至数个单原子层 Pt的 Pt/Si(111)界面发生强烈混合作用,其原子组伤是缓变的.由于Si原子周围的 Pt原子数不断增加,所以 Pt 4f芯能级化学位移随 Pt原子覆盖度的增加而逐步减小,而Si 2p芯能级化学位移则逐步增大.同时,Pt 4f峰的线形也产生明显变化,对称性增加;Si 2p峰的线形则对称性降低.淀积亚单原子层至数单原子层Pt的UPS谱,主要显示两个峰:-4.2eV(A峰),-6.0eV(B峰).A峰随着覆盖度的增加移向费米能边,而B峰则保持不变.这说明Ptd-Sip键合不受周围Pt原子增加的影响.利用Pt/Si界面Pt原子向Si原子的间隙扩散模型讨论了所观察到的结果.

  • 共溅法形成钽金属硅化物出现Ta_5Si_3的研究

    阎江, 马俊如

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 534

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    对polySi/SiO_2/Si结构上的共溅射 Ta +xSi 薄层未经退火处理在1000℃/30'条件下进行直接湿氧氧化,经AES和X衍射检测分析,得知氧化后的结构为SiO_2/Ta_5Si_3/TaSi_2/PolySi/SiO_2/Si,其中,Ta_5Si_3相为四角晶系,晶格常数为:α_0= 6.516A,c_0=11.873A.Ta_5Si_3相的出现,对多层结构的稳定性及电导特性有不利影响.从实验证实在较高温度下氧化Ta_5Si_3不会出现,如在1100℃/30'条件下进行直接湿氧氧化,检测结果表明没有Ta_5Si_3相.已经形成的Ta_5Si_3在适当条件下经热处理会消失.

  • 一种能探测微光的硅光敏器件

    何民才, 黄启俊, 陈炳若

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 540

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    本文详细介绍了一种灵敏度很高的硅的微光探测器件.这种光电探测器是利用我们提出的注入光敏器件原理制成的.它的灵敏度高达10-10~2mA/Lx,峰值波长(λ_p=870nm)处的探测率为 2.5 × 10~(12)W~(-1).

  • 难熔金属硅化物TiSi_2对硅的接触性能研究

    陈存礼, 张兴, 彭家腾

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 544

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    用电子束蒸发方法在硅上淀积一薄层Ti膜后,经750℃、10秒的真空快速热退火即可形成难熔金属硅化物TiSi_2.通过扫描电镜、俄歇能谱和PN结反向电流的检测,证实其对硅的接触性能较铝对硅的优越.由圆性传输线模型外推法测得TiSi_2对N~+-Si的接触电阻率要比Al对N~+-Si的低一个量级.这使 TiSi_2作为 LSI、VLSI中互连线的新材料,在缩小器件尺寸和改善亚微米N沟器件性能方面是大有前途的.

  • 太空熔体生长砷化镓单晶

    周伯骏, 钟兴儒, 曹福年, 林兰英, 达道安, 吴开林, 黄良甫, 郑松辉, 谢燮

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 548

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    本文介绍利用一种将单晶锭条两端固定,中间可以重熔以建立悬浮熔区的反应容器,在回地卫星的微重力环境下用45分钟从熔区两端相向生长出中部直径为1cm,长度分别为10mm和7mm的两块火炬头状砷化镓单晶.对地面生长和空间生长7mm长单晶用KOH溶液为电解液的阳极腐蚀法显示,结果表明:在地面生长的籽晶部位观察到了由重力驱动对流引起温度涨落而造成的密排杂质条纹,在与籽晶相邻接的空间生长单晶部位未观察到这种类型的杂质条纹.同时观察到太空生长单晶边缘附近存在杂质条纹以及在太空单晶末端附近边缘出现胞状结构,它们可能是因降温速率快过冷所致.经熔融KOH腐蚀显示,在地面单晶和10mm长空间单晶交界面出现密排位错,靠近交界面的太空生长单晶位错密度较低,随着晶体生长位错密度逐渐增高,太空生长单晶边缘附近位错密度高于中心区域.

  • 微重力条件下生长GaAs单晶的电学和光学性质研究

    王占国, 石志文, 徐寿定, 傅建明, 林兰英

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 553

    Abstract PDF

    用多种实验手段分别对地面和太空生长的掺Te砷化镓单晶的电学、光学均匀性和深能级行为进行了实验研究.初步结果表明:在太空进行再生长的GaAs单晶电子浓度比原地面生长的籽晶小一个数量级,电子浓度由地面晶体到太空晶体的过渡是陡变的;DLTS测量发现太空单晶中存在两个电子陷阱,分别位于导带下0.27eV和0.60eV处,深能级密度为浅施主N_D的10~(-3)-10~(-4);少子注入未观察到空穴陷阱;用太空GaAs单晶为衬底制备的25个单异质结(SH)二极管,具有一致的I-V和发光特性,这反映了太空晶体的均匀性优于地面晶体.此外,还对太空生长GaAs单晶电子浓度降低的可能原因、深能级行为以及太空生长高质量晶体的前景作讨论.

  • GaAs/AlAs超晶格中的TO声子限制模

    汪兆平, 韩和相, 李国华, 江德生

    Chin. J. Semicond.  1988, 9(5): 559

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    本文报道在室温和非共振散射条件下,GaAs/AlAs 超晶格结构中TO声子限制模的拉曼散射测量结果.超晶格样品用MBE方法生长在<001>晶向的GaAs衬底上.在背散射条件下,具有E对称性的TO 声子是拉曼禁戒的.但是利用近布儒斯特角入射和大孔径的散射光收集透镜,我们观测到分别限制在GaAs和AlAs层中的TO声子模.其中,限制在AlAs层中的TO模是首次报道.从测量的TO声子限制模频率得到的声子色散曲线与GaAs和AlAs体材料的TO声子色散曲线进行比较,二者符合良好.进一步证明,超晶格结构的拉曼散射测量是测定晶体声子色散曲线的有效的实验方法.

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