【doc】高阻NTD—FZ—Si—P^＋n结电子辐照缺陷能级N2气氛的退火特性

【doc】高阻NTD—FZ—Si—P^＋n结电子辐照缺陷能级N2气氛的退火特性 高阻NTD—FZ—Si—P^，n结电子辐照缺 陷能级N2气氛的退火特性 高阻NTD—FZ—Si—P+n结电子辐照缺陷 能级N2气氛的退火特性 ///口董友梅戴培英 (郄,II天军国订茸:o052)(郏,II大学费耍丘l葶.450o52) 19971005收藕.19980430收破藕 耍报导了高阻(8l,110n?m)NTFZ_si_Pn结中电子薯腰缺陷态的退火特性.在N, 护下进行等时,等温退业.舅量了它们的DLTS谱和相应的少数藏藏子寿命.并对结果进行 了 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 讨论. 关?司{皂王墨堕 少鼓靛藏子寿命 中子?变掺杂矗阻区蝽硅Pn异质站罐蕾趣焉鸯谱等时 中圈分类号幽锨确, DongYoumei (Libraryofzh?gthUni~rslty.450052.CHN) DaiPeiying (SchoolefPhys~al~ngineering,Zhengzlu~uU~iversib.450052,CHIC) Abstract;Inthispaper,theannealingcharacteristicsOfthedefectlevelsin high—resistivity(81,110n?cm)NTD—FZ—Si—Pnjunctionafterelectronirradia— tionarereported.Theisochronousandisothermalannealingproceededunderthe protectionofanitrogenatmosphere.TheirDLTSspectraandthelifetimeofthecor— respondingminoritycarrierweremeasured.Theexperimentalresultswerealso analysed. KeyWords:ElectronIrradiationNTD—FZ—Si—P十nDLTSIsochronoasand IsothermalAnnealingLifetimeofMinorityCarrier EEACC:2550B ?柯南省科委和教委自然科学基金资助疆目 106固体电子学研究与进展l9卷 1引言 笔者曾经对电阻率81,l1On?era(称为C样品)的高阻区蟒(FZ)中子嬗变掺杂(NTD) 硅制成Pn结后,进行高能电子束辐照,并对引进的缺陷态退火特性进行了研究.由于是在 真空条件下进行等时(1小时),等温热处理的,退火温度,时问不易严格控制(因为升,降温过 程中也在进行着热处理),等温的温度点也较少.为此,重新 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,即在氮气(Nz)保护 下对这类样品进行退火处理,并且将等时退火时问改为半小时,增加了温度点,以求得到更精 确和更多的信息. 2样品和实验 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 2.1样品 样品原始材料为区熔NTD硅,无位错单晶《111)晶向,电阻率为81,l1On?cm,少子寿 命?100s.用同时扩霹扩铝方法镧成Pn(实为Pnn)结,两面镀镲形成欧姆接触,电子辐 照能量?12Mev,剂量为4.08~10'elem... 2.2实验方法 退火处理分两部分进行:一种为等时退火,从150?开始,每隔5O?N:气保护退火3O 分钟,直到600?(在文献[1]中只做到500?),分别标为Co(未退火),1,2,……,10}另一种 为N气保护的等温退火,从200?开始,每隔5O?设置一等温点,直到600?,每个温度点的 退火时间与以往一样为15,3O,6O,9O和120分钟.样品选取是任意的,每次退火后(包括室温 未退火)均用深能级瞬态谱(DLTS)仪进行DLTS测量,同时用二极管反向恢复时间法进行少 子寿命测量. 3实验结果和讨论 3.1实验结果 等时退火的样品,其DLTS谱见图1,其缺陷相对浓度和少子寿命的退火特性见图2. 等温退火处理的样品,选取200,350和500?三个等温点的DLTS谱见图3,4和5.其余 各温度点的实验结果限于篇幅将在后面讨论中咯述.等温退火各温度点的少子寿命测量值见 图6.其中550和600?在图中未显示出,也将在后面讨论中略述. 1期董友梅等;高阻NTFZ—si—Pn结电子辐照缺陷能级Nz气氯的遇血特性107 r,K 田1C样品N气等时退虫的DLTS谱图2C样品N,气等时退火特性曲线和步子寿命 F.1DLTSspectraofsampleCa~terFig.2lsochronousannealingchanteris血sandlifetime isochronousannealinginN2atrnosphe~ofminoritycarrierf0csa唧kCinN{atmosphere 3.2讨论 3.2.1等时退火从图1中看到,C中的这个任选样品仍然明显地观测到五个缺陷能级(在 77~300K),赊E,(=O.30士0.01eV)外,其余四个船级情况与文献[2]报导的援为相似,它们 用的是非NTD硅样品.笔者在不同电阻率(45,70n?cm的A和60~80n?cm的B) 的 NTD硅中同样观察到此现象[.此缺陷的擞结构推测可能是CV:一o.]【.图1的整个图谱 与文献[5]的结果援为相似,也可分为三个阶段:第一阶段(c.至ca)五个缺陷态(路了250? 中E,E被"单峰包络外)仍然存在,只是浓度有消长,峰温略有变化,因此少子寿命的变化很 少,见图2.与文献[5]中不同之处是此范围延续到250?的"3,且蜀峰始终保持,只是浓度 迭减,以及E"E.是被包络成单蜂.第二阶段(4,6),与B样品完全相似],不同之处是在第 4的DLTs谱中(300C等温退火)E.,E:均消失,而在第5,6的谱中(在EE.的左德)又重新 产生出不如B中明显的低浓度的新小蜂,且一直延续到第7,8的谱中.第三阶段(7,10),对 应于E"E的双峰变得更清晰,它们的峰温分得更开了,浓度变化趋向减小(E比E减小得 更快),且由E.>E(指浓度)变成E>E..然而,整个区段内E,和E.的浓度起伏不大,趋向低 而平稳在它们的两测有新小峰(7与8中)存在.此阶段中少子寿命值虽有起伏,但趋向平稳. 此Ea,E由于经过第二阶段以来的变化,是否仍具有未退火时的结构性质,值得商榷,故此用 E3,E.标示. 在真空退火情形中-1],不同之处是由于真空退火时间较长(大于1小时),.单蜂包络在 200?时就出现了,且EhE:直刊350?才消退(同类不同的样品性质允许有一定的分散性). 第三阶段也提前到400?始,相应于,两侧无低浓度的新小峰存在,但浓度和少子寿 命值 的变化趋势基本相同(真空退火只傲到500?). 【_癣r—蹿z jd,1日_H?帕.I口 108固体电子学研究与进展l9卷 3.2.z等温退火围3为C样品在200?N气保护下作等温退火的DLTS谱,看出上面4 个DLTS谱中五个缺陷能级仍然存在,只是浓度消长不一.200?19orain这个温度/时间点的 DLTS谱中EE.两峰被单峰所包络,200?/120rain的DLTS谱中(指在200?Nz气氛下 等温退火120rain的DLTS谱)E,,E已消退被一低浓度的新小峰所取代,E;,E.的.单峰包 络"更明显,E已消失.250?的DL"IS谱中(未图示出),从250?/60rain谱中就出现"单峰 包络",250?/90rain的谱中出现高浓度的"单峰"现象,即用高分辨率通道扫描仍是单峰,说 T/l: 图3C样品200?N:气等温退火的DLTS谱 Fig.3DLTSspectraofsampleCafter isothermalannealingat200?inN2 atmosphere T/K 图4C样品350?N.气等温退火的DLTS谱 Fig.4DLTSspectraofsamp~Cafter isothermalannealingat350?in N2atmosphere 明E;,E.峰台并成一个新的复合缺陷,两旁的E,Ez和Es的消失或解体为此复合缺 陷浓度的 增长提供了条件.此"单峰现象一直延续到300?/90rain止.300?/12orain时开始显示左 "肩膀"峰现象.而且在300~C/90rain和300?/120min造两个DLTS谱中在低温区(左侧), 出现1至2个低浓度的新小峰.对应于真空退火情形,15min的谱就是一个"单峰包络,此后 都是左.肩膀"峰L1].B样品无此现象H]. 图4为350C的实验结果,15min的DLTS谱出现E.,E的右"肩膀"峰,E.,E.为左.肩 膀"峰,E的解体明显.30rain的谱中E:,E成为.单峰包络",在Is]中15rain时就出现了.6O rain至l20rain此"单峰包络"演变成为明显的左"肩膀"峰,其左侧有两个低小峰消退后又重 新出现两个低的新小峰400?的实验结果未图示出,开始15rain的谱中,只有E:,E的.单 峰包络"存在,左侧只剩下E..从60rain始出现E.,E的左"肩膀"峰,往后演变成120rain时 的双峰情形,对应于E的浓度明显地随退火时间的增长要比E.峰降低得更快,E也逐渐消 失.450C的情形(未图示),15rain时只有对应于E,E的左.肩膀"峰存在,此后4个(60min 至l20mln)图谱与500?中的15rain至60rain的DLTS谱相似. 图5为500C等温退火实验结果l5rain,30min和6Omin的谱与400?中的30min,60 min,90rain和120rain的DLTS谱相似,说明谱中对应于E,且的砖峰是由400?/l5min ? ,.?,I虚冒?h,_口 目,IEI?h口 I I期董友梅等:高阻NTD—FZ—Si—Pn结电子辐照缺路能级N:气氛的退业特性109 中的EE的左"肩膀峰演变而来的,低温区的低小峰是由E,Ez演变而来的,高温翻的小峰 则由Es演变来的.最奇特之处是500?/90min时的DLTS谱成一条无峰的水平线,B样品 是出现在600?/90rain的谱中,而500?/120rain时出现一个与60min中最大峰对应的新 峰.这个现象可能的一种解释是在500'C/90rain之前的缺陷扩散至位错,杂质沉积堆中而消 失,500~/120rain后又从该处产生出来,这是热应力的效应在等时退火中无此现象,可能 跳过去了. 呈 =蚕 美 容 T,K 图5C样品500CN:气辱温退业的DLTS谱 Fig.5DLTSspectraofsampleCafter isothermalannealingat500?in N2atmosphere t,min 围6C样品N:气辱温退火的少子寿龠与退业时间曲线 F.6Curvesoflifetimeofminoritycarrierforsample CafterisothermalannealinginN2 atmosphereversusannealingtime ?这两个等温点,只做刊60rain止.从550?的15min始E1,E2就消失,550?和600 而 Es,丘和Es成为峰温分得很开的三个新峰,随着时间的增长由三峰变成双峰.600?中则从 15rain始就只有双峰存在.可以认为从500~/120min始至600?止,所有各温度/时问点的 DLTS谱中的缺陷峰,都是rh热应力效应所产生的新缺陷峰,而与原来未退火时的五个缺陷 峰,以及500?/60min前的新有谱峰无任何对应关系. 图6为c样品等温退火各温度/时间点少子寿命的测量结果,与文献[5]中的结果有相似 之处,大致也可分为三类:第一类是200?的曲线,基本上是一水平直线,与文献[5]中不同之 处是若仔细分辨不难看出200?/90rain和200?/120min这两个r值比之其余的略有增 加,但120min的r值则略小于90min的r值,恰好此时的DLTS谱也发生了变化,见图3.第 二类从250?至400?的四条曲线,也是反映E1,E和E的解体,迁移以及EnE间的相互 作用.此中要指出400C/60min和400?/90min这两个T值的异常情况,很可能是测量上 的误差所至第三类是450C至500C的两条曲线,经15min或30n后r值均趋于.饱和 值".而550C和600C的r值也是如此. 真空条件下的等温退火只做了200,300,400和500C四个等温度点m.其200?的 DLTS谱与本文中的图3完全相似.300?的与本文中的图4相似,不同之处是其经15rain退 火后即出现,丘对应的'单峰".400C和500C与本文中的500?和600C的基本相似,但 未测到完全无峰的现象,可能跳过了这一奇异的温度/时间点.这也是本文工作的一大收获. l10固体电子学研究与进展l9卷 4结论一 c高阻N型FZ—NTDSi—Pnn样品中经电子辐照后均存在五个缺陷峰 在等温,等时退火过程中均可看出有三个阶段,少子寿命也相对应.第一阶段是300?以' 前,五个缺陷均存在,只浓度与峰温略有变化,少子寿命也增长很少.300?以后是第二阶段, 从E,E.和E大量解体为EE浓度增长提供了条件,也是少子寿命迅速增长的不稳定区 第三阶段是从450?以上至600?,主要是由,函,E.演变成E,E.的过程,即EE.扩散消 失于位错,杂质沉积堆中,再由热应力效应产生出新的与EE无对应关系的一些新缺陷.少 子寿命则进人一个较高值的较平稳区(等时)和"饱和区(等温) 参考文献 1藏培英,幡驶生,董友梅等.中国电工技术学会电 力电子学食中南地区电力电子学会学术食议论文 羹,广州:1994:31 2吴风美,就启基,沈渡等.暂理,1986;35 (5):638~642 3戴培英,王国梁,董友梅等.第八届全国半导体集 成电路与硅材辩学术食议论文囊,杭州:1993:124 4藏培英,王国梁,董友梅等.硅材辑学术会议论文 集,南藏河:1994:179 5董友梅,戴培英.固体电子学研兜与进晨,1998} 18(2)20O,206 6牡永昌,张玉峰,泰国剐.半导体,1984;s(1): 7,15 7藏培英,白建平,董友梅.硅材辑学术食议论文囊, 承德:1996:61 ??????????????女??????????????????? ?????-?? ? ?Frontcover? L—bandLow-voltageandHigh—efficiencyPowerFET NED1hasdevelopedseveralMMICsformobilecommunicationinits76mittGaAs MMICprocessingline.Shownonthefrontcoverarethephotographsofsinglechipand76 mmwaferofL—bandlow—voltageandhigh— efficiencypowerFET.Themicrowaveperfor— mancesareasfollows: Po>1w;P一1>600mW;G>9dB;PAE~56;Supplyvoltage:3V.