双膜层ITO/SiO_(2)薄膜制备及其膜电阻均匀性研究

目的通过双膜层结构设计制备ITO/SiO_(2)薄膜,研究了靶面磁场强度、镀膜工件移动速度、镀膜功率对ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻均匀性的影响,并研究了优化条件制备的ITO/SiO_(2)薄膜物相、形貌和结构,并通过元素分布分析探讨了SiO_(2)薄膜的作用。方法利用磁控溅射法在TN玻璃基板上沉积生成SiO_(2)薄膜,然后再沉积氧化铟锡(ITO)薄膜,制备ITO/SiO_(2)薄膜样品。利用X射线衍射仪(XRD)、ST-21L型薄膜膜电阻测试仪、原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)等仪器,研究了靶面磁场强度、镀膜工件移动速度、镀膜功率对ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻均匀性的影响,并研究了优化条件制备的ITO/SiO_(2)薄膜样品的物相结构、表面形貌、截面膜层结构、元素分布与有膜电阻均匀性的关系,探讨了SiO_(2)薄膜结构与晶粒尺寸效应可能发挥的作用。结果(1)磁控溅射优化条件下,磁场强度为780~820 Gs,镀膜工件移动速度为1.2 m/min,镀膜功率为2.5 kW(A21)和3 kW(A23)时,ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻极差最小为10~11Ω/sq,平均值为75~76Ω/sq,ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻的均匀性最好。(2)ITO/SiO_(2)薄膜表现出晶体谱线和非晶谱线的叠加,In_(2)O_(3)和SnO_(2)特征峰发生轻微左偏移现象,SiO_(2)特征峰较宽,说明薄膜中的SiO_(2)处于非晶态结构,且可能部分发生晶粒尺寸效应,以微晶或纳米晶的形式存在。(3)ITO/SiO_(2)薄膜表面形貌比起SiO_(2)薄膜更均匀、连续、平滑且较致密,且具有明显的双膜层结构,其中ITO薄膜表面均匀平整且膜厚均匀,这与膜电阻均匀性一致;SiO_(2)薄膜与ITO薄膜和玻璃基底都形成了界面层,应该也是ITO薄膜结合力较好的原因;In元素的流失受到一定阻隔,应该与薄膜中的SiO_(2)的非晶态结构或发生晶粒尺寸效应,以及多晶ITO结构有关。结论通过优化控制靶面磁场强度、镀膜工件移动速度和镀膜功率等工艺因素,可以提高ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻均匀性,同时通过控制SiO_(2)薄膜成膜质量可以改善ITO薄膜质量,并起到阻隔In元素流失的作用。

氧化钒薄膜沉积设备及其电阻均匀性调试方法

介绍一种氧化钒薄膜沉积设备以及电阻均匀性的调试方法。采用反应磁控溅射法在涨有氮化硅薄膜的硅衬底上制备了氧化钒薄膜,采用四探针电阻测试仪测试氧化钒薄膜的方块电阻。结果表明,通过改变氧气在衬底表面的分布,可以实现对氧化钒表面电阻均匀性的实时调控,即通过增加氧气流量提高对应位置的电阻或减小氧气流量来降低对应位置的电阻,从而获得了电阻均匀性良好的氧化钒薄膜。同时也降低设备开腔调试的频率,节约靶材及时间成本。该设备的改造思路也可推广至用于其他薄膜的制备。

区熔高阻硅单晶电阻率均匀性控制技术研究

区熔工艺中各项参数的设置会直接影响高阻单晶的电阻率均匀性。在高阻区熔硅单晶生长时,通过采用下轴正、反向交替旋转的模式,可使直径75 mm的高阻单晶的径向电阻率变化可控制在15%以下,而这一参数在下轴单向旋转时则为30%~40%或更高。从单晶断面及轴向电阻率分布情况可以看出,区熔硅单晶的径向电阻率分布主要由晶体生长界面的形状以及晶体旋转、电磁力及重力等因素决定,并在生长界面边缘形成高电阻率区,杂质分凝对径向电阻率分布的影响较小,只体现在轴向电阻率的变化上。

6英寸高纯半绝缘4H-SiC单晶电阻率均匀性

GaN射频器件在通信基建上的大幅应用,推进了6英寸高纯半绝缘4H-SiC单晶的产业化需求。随着晶体直径增大,6英寸高纯半绝缘4H-SiC单晶存在易开裂、电阻率分布不匀的问题。利用有限元仿真设计,优化了热场分布,降低了晶体内热应力聚集,减少了晶体开裂。采用SIMS、拉曼光谱等手段分析了影响6英寸4H-SiC单晶内电阻率分布不均匀的因素,发现主要原因为正向SiC晶体小面生长机制导致N元素分布不均。采用分区高能粒子辐照处理工艺,进行分区深能级点缺陷调控,电阻率可控制在1011Ω·cm以上,可将片内和片间电阻率最大值与最小值的比值控制在1个量级内,大幅提升电阻率均匀性。

区熔气相掺杂硅单晶径向电阻率均匀性的研究

本文通过试验研究了下轴转速、正反转时间比、偏心度三个方面因素对于区熔气相掺杂硅单晶径向电阻率均匀性的影响。试验结果表明:随着下轴转速的不断增加,单晶径向电阻率分布偏差呈先降低后升高的趋势;正反转时间比增加,单晶径向电阻率分布得到明显改善,正反转角度进一步增加,径向电阻率分布偏差又有升高的趋势;随偏心度增加,单晶边缘与中心点电阻率趋于一致,单晶径向电阻率不均匀性明显减小。

300mm直径硅外延片均匀性控制方法

随着摩尔定律的逐步实现,大直径硅片的应用规模逐渐扩大,然而,大直径硅外延片的片内均匀性成为了外延的主要问题之一。使用具有五路进气结构的单片外延炉生长300 mm直径硅外延片。相对于传统的三路进气结构,五路进气可以分别对硅片表面的5个区域的气流进行调节,实现单独分区调控,从而提升了外延层厚度均匀性的可调性。实验中,采用两步外延方法,进一步提升了片内电阻率均匀性。通过对工艺参数进行优化,300 mm硅外延片的外延层厚度不均匀性达到0.8%,电阻率不均匀性为1.62%(边缘排除5 mm),成功提升了300 mm直径硅外延片的外延层厚度和电阻率均匀性控制水平。

提高多晶电阻工艺稳定性

文章通过对多晶薄膜的性质和多晶电阻形成工艺的稳定性研究,剖析在生产过程中三种形成多晶电阻主要工艺的波动情况,并对形成工艺波动的原因和控制方法进行了讨论。同时对于采取控制方法以后的多晶电阻的工艺情况进行分析,证明提高多晶电阻制造工艺稳定性必须提高多晶淀积和离子注入工艺能力,以及如何提高多晶淀积和离子注入的受控。最后对采取控制措施后的多晶电阻的改善效果进行回顾,说明离子注入工艺采取除气和多晶淀积隔片放置方式有效地提高了多晶电阻工艺的稳定性。

基于硅外延片用石墨基座的温度均匀性研究

通过对电磁感应加热的硅外延化学气相沉积反应腔室建立理论分析模型,结合工程实验对比,研究了不同石墨材料和不同基座结构对基座表面温度均匀性的影响。结果显示,在工程中,选择合适的石墨材料、设计合适的基座结构对硅外延片电阻率均匀性有着很大的影响,但在提升产品质量的同时也要平衡经济效益。

高梯度氧化锌电阻片的研制

使用高梯度氧化锌电阻片可以使避雷器小型化。在一定范围内增加Bi2O3、Sb2O3等添加剂的用量及掺加0.4%￣0.6%的Y2O3,有助于提高氧化锌电阻片电位梯度。严格控制原料的松装密度、粒度分布及水分等,如:Co2O3松装密度提高到0.6 g/cm3左右,使用效果良好。使用新型高效混磨设备,循环处理流量可达到5.4m3/h,效率比原来提高了30%以上,改善了电阻片微观均匀性。氧化锌电阻片电位梯度可达350V/mm,长持续时间电流冲击耐受800A。

PVT法生长n型4H-SiC电阻率的研究

采用PVT法掺氮得到n型4H-SiC体单晶。研究了生长温度、冷却孔直径和掺氮量对电阻率的影响。实验结果表明:生长温度越低,掺氮量越多,晶片电阻率越低;冷却孔直径越小,掺氮量越多,晶片电阻率分布越均匀。但掺氮量过多会导致晶体结晶质量下降。电阻率的分布与背景B和Al含量相关,随着C/Si的升高,生长台阶的降低,电阻率升高。通过调整温场和优化掺氮工艺,获得了结晶质量较好的n型4H-SiC单晶。

<100>P型4英寸低位错锗晶体电阻率径向均匀性的研究

P型锗单晶作为空间太阳电池外延层的衬底片,其电阻率均匀一致性极为重要。在直拉法锗晶体生长中,固液界面即为结晶前沿的等电阻面、等杂质浓度面。固液界面的形状和晶体中径向电阻率均匀性直接相关,对晶体质量有重大影响。因此,要提高外延层衬底片质量就是要控制晶体生长过程中的固液界面形状。晶体生长系统的热场分布和晶体生长工艺参数影响着固液界面的形状。结合数值模拟对影响固液界面形状的因素进行了研究,在TDR-Z80炉中进行的晶体界面实验、高电阻率均匀性单晶生长实验和数值模拟结果基本一致。同时对低位错锗单晶电阻率均匀性进行了表征与研究。优化工艺前的电阻率均匀性大于15%。优化工艺后获得的相对平坦固液界面极大地提高了径向电阻率均匀性,并且可控制在5%以内。

重掺As衬底上超高阻薄层硅外延片的制备

超高阻薄层硅外延片可用于制备光电探测器的二极管、瞬态电压抑制二极管等分立器件。利用E200型单片外延炉在直径为150 mm的重掺As硅单晶衬底上制备了参数可控且均匀性高的外延层。采用多次本征生长技术,在重掺As硅衬底边缘形成掺杂原子耗尽层,有效减少了重掺As硅衬底的自掺效应。同时应用低温外延技术、无HCl抛光技术,研制出超高阻薄层硅外延片,外延层电阻率为1093Ω·cm,外延层厚度为12.06μm,满足外延层厚度(12±1)μm、外延层电阻率大于1000Ω·cm的设计要求,片内电阻率不均匀性为4.36%,片内厚度不均匀性为0.5%。外延片已用于批量生产。

电加温导电膜(ITO)玻璃的检验及指标评价

对电加温导电膜(ITO)玻璃的性能指标给予了评价,在此基础上,以简单、实用为原则,介绍了各项指标的检验测试方法。

CVD法制备高质量硅外延片的工艺研究

本文采用化学气相沉积(CVD)法在单晶硅衬底上沉积硅外延层,同时研究了沉积工艺对外延层电阻率和厚度的影响规律。研究发现采用H2气变流量吹扫后可以有效抑制非主动掺杂,提高外延层电阻率的均匀性;衬底表面气流边界层厚度会对外延层的沉积速率有显著的影响。通过对沉积工艺的控制可以得到电阻率和厚度均匀性良好的硅外延层。

硅探测器的数字化脉冲形状甄别

介绍了利用硅探测器的脉冲形状甄别进行粒子鉴别的原理。详细叙述了基于数字化方法的脉冲形状甄别的实现。采样频率和位数是数字化方法的两个重要参数。对于硅探测器信号,采用100 MS/s,12 bit的Digitizer可以满足脉冲形状甄别法对时间分辨的要求。同时对该方法粒子鉴别的特征和能量阈值做了简要的分析和对比。粒子背面入射硅探测器的所得的阈值低于正面入射的情况。例如对于氖周围的同位素,背面入射情况的阈值约为100 MeV,为正面入射情况下鉴别阈值的二分之一,相当与?E-E方法中?E探测器厚度约为60μm情况下的阈值。最后定性讨论了硅探测器的电阻率不均匀性和沟道效应对粒子鉴别性能的影响。