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离子注入硅片快速退火后的红外椭偏光谱研究

李斌成 高卫东 韩艳玲 刘显明

离子注入硅片快速退火后的红外椭偏光谱研究

李斌成, 高卫东, 韩艳玲, 刘显明
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  • 离子注入硅片经高温退火后晶体结构缺陷会被修复,其在可见光波段下的光学性质趋于单晶硅,常规的可见光椭偏光谱法对掺杂影响的测量不再有效. 本研究将测量波段扩展到红外区域(2—20 μm),报道了利用红外椭偏光谱法测量经离子注入掺杂并高温退火的硅片掺杂层光学和电学性质的方法和结果. 通过建立基于Drude自由载流子吸收的等效光学模型,得到了杂质激活后掺杂层的杂质浓度分布、电阻率和载流子迁移率等电学参数,以及掺杂层的红外光学常数色散关系,分析了这些参数随注入剂量的关系并对其物理机理给予了解释. 研究表明,中远红外
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60676058)资助的课题.
    [1]

    [1]Chen Z M, Wang J N 1999 Basic Material Physics for Semiconductor Devices (Beijing: Science Press) chap 4,5 (in Chinese)[陈治明、 王建农 1999 半导体器件的材料物理学基础 (科学出版社: 北京)第4,5章]

    [2]

    [2]Runyan W R, Shaffner T J 1998 Semiconductor Measurements and Instrumentation (New York: McGraw-Hill)

    [3]

    [3]Hilfiker J N, Bungay C L, Synowicki R A, Tiwald T E, Herzinger C M, Johs B, Pribil G K, Woollam J A 2003 J. Vac. Sci. Technol. A 21 1103

    [4]

    [4]Tompkins H G, Irene E A 2005 Handbook of Ellipsometry (Heidelberg: Springer-Verlag)

    [5]

    [5]Mo D, Ye X J 1981 Acta Phys. Sin. 30 1287 (in Chinese)[莫党、 叶贤京 1981 物理学报 30 1287]

    [6]

    [6]Cortot J P, Ged P 1982 Appl. Phys. Lett. 41 93

    [7]

    [7]Tsunoda K, Adachi S, Takahashi M 2002 J. Appl. Phys. 91 2936

    [8]

    [8]Hikino S, Adachi S 2004 J. Phys. D 37 1617

    [9]

    [9]Pelaz L, Marqués L, Barbolla J 2004 J. Appl. Phys. 96 5947

    [10]

    ]Lioudakis E, Christofides C, Othonos A 2006 J. Appl. Phys. 99 123514

    [11]

    ]Azzain R M, Bashara N M 1977 Ellipsometry and Polarized Light (Amsterdam: North Holland) chap 3

    [12]

    ]Su Q F, Liu J M, Wang L J, Shi W M, Xia Y B 2005 Acta Phys. Sin. 54 5145 (in Chinese)[苏青峰、刘健敏、王林军、史伟民、夏义本 2005 物理学报 54 5145]

    [13]

    ]Kasap S, Capper P 2006 Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials (Springer Science: Heidelberg) chap 3.3

    [14]

    ]Liu E K, Zhu B S, Luo J S 2008 Semiconductor Physics (Beijing:Publishing House of Electronics Industry) chap10 (in Chinese)[刘恩科、 朱秉生、 罗晋生 2008 半导体物理学 (电子工业出版社: 北京) 第十章]

    [15]

    ]Shen X C 2002 Semiconductor Spectrum and Optical Properties (Beijing: Science Press) (in Chinese)[沈学础 2002 半导体光谱和光学性质 (科学出版社: 北京)]

    [16]

    ]Tiwald T E, Thompson D W, Woollam J A 1998 J. Vac. Sci. Technol. B 16 312

  • [1]

    [1]Chen Z M, Wang J N 1999 Basic Material Physics for Semiconductor Devices (Beijing: Science Press) chap 4,5 (in Chinese)[陈治明、 王建农 1999 半导体器件的材料物理学基础 (科学出版社: 北京)第4,5章]

    [2]

    [2]Runyan W R, Shaffner T J 1998 Semiconductor Measurements and Instrumentation (New York: McGraw-Hill)

    [3]

    [3]Hilfiker J N, Bungay C L, Synowicki R A, Tiwald T E, Herzinger C M, Johs B, Pribil G K, Woollam J A 2003 J. Vac. Sci. Technol. A 21 1103

    [4]

    [4]Tompkins H G, Irene E A 2005 Handbook of Ellipsometry (Heidelberg: Springer-Verlag)

    [5]

    [5]Mo D, Ye X J 1981 Acta Phys. Sin. 30 1287 (in Chinese)[莫党、 叶贤京 1981 物理学报 30 1287]

    [6]

    [6]Cortot J P, Ged P 1982 Appl. Phys. Lett. 41 93

    [7]

    [7]Tsunoda K, Adachi S, Takahashi M 2002 J. Appl. Phys. 91 2936

    [8]

    [8]Hikino S, Adachi S 2004 J. Phys. D 37 1617

    [9]

    [9]Pelaz L, Marqués L, Barbolla J 2004 J. Appl. Phys. 96 5947

    [10]

    ]Lioudakis E, Christofides C, Othonos A 2006 J. Appl. Phys. 99 123514

    [11]

    ]Azzain R M, Bashara N M 1977 Ellipsometry and Polarized Light (Amsterdam: North Holland) chap 3

    [12]

    ]Su Q F, Liu J M, Wang L J, Shi W M, Xia Y B 2005 Acta Phys. Sin. 54 5145 (in Chinese)[苏青峰、刘健敏、王林军、史伟民、夏义本 2005 物理学报 54 5145]

    [13]

    ]Kasap S, Capper P 2006 Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials (Springer Science: Heidelberg) chap 3.3

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    ]Liu E K, Zhu B S, Luo J S 2008 Semiconductor Physics (Beijing:Publishing House of Electronics Industry) chap10 (in Chinese)[刘恩科、 朱秉生、 罗晋生 2008 半导体物理学 (电子工业出版社: 北京) 第十章]

    [15]

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    [16]

    ]Tiwald T E, Thompson D W, Woollam J A 1998 J. Vac. Sci. Technol. B 16 312

  • [1] 刘乃漳, 张雪冰, 姚若河. AlGaN/GaN 高电子迁移率器件外部边缘电容的物理模型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191931
    [2] 朱存远, 李朝刚, 方泉, 汪茂胜, 彭雪城, 黄万霞. 用久期微绕理论将弹簧振子模型退化为耦合模理论. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191505
    [3] 王培良. 蚁群元胞优化模型在路径规划中的应用. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191774
    [4] 张梦, 姚若河, 刘玉荣. 纳米尺度金属-氧化物半导体场效应晶体管沟道热噪声模型. 物理学报, 2020, 69(5): 057101. doi: 10.7498/aps.69.20191512
    [5] 周瑜, 操礼阳, 马晓萍, 邓丽丽, 辛煜. 脉冲射频容性耦合氩等离子体的发射探针诊断. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191864
    [6] 杨进, 陈俊, 王福地, 李颖颖, 吕波, 向东, 尹相辉, 张洪明, 符佳, 刘海庆, 臧庆, 储宇奇, 刘建文, 王勋禺, 宾斌, 何梁, 万顺宽, 龚学余, 叶民友. 东方超环上低杂波驱动等离子体环向旋转实验研究. 物理学报, 2020, 69(5): 055201. doi: 10.7498/aps.69.20191716
    [7] 罗菊, 韩敬华. 激光等离子体去除微纳颗粒的热力学研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191933
    [8] 刘家合, 鲁佳哲, 雷俊杰, 高勋, 林景全. 气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 057401. doi: 10.7498/aps.69.20191540
    [9] 刘丽, 刘杰, 曾健, 翟鹏飞, 张胜霞, 徐丽君, 胡培培, 李宗臻, 艾文思. 快重离子辐照对YBa2Cu3O7-δ薄膜微观结构及载流特性的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191914
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-05-19
  • 修回日期:  2009-06-17
  • 刊出日期:  2010-03-15

离子注入硅片快速退火后的红外椭偏光谱研究

  • 1. (1)中国科学院光束控制重点实验室,中国科学院光电技术研究所,成都 610209; (2)中国科学院光束控制重点实验室,中国科学院光电技术研究所,成都 610209;中国科学院研究生院,北京 100049
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:60676058)资助的课题.

摘要: 离子注入硅片经高温退火后晶体结构缺陷会被修复,其在可见光波段下的光学性质趋于单晶硅,常规的可见光椭偏光谱法对掺杂影响的测量不再有效. 本研究将测量波段扩展到红外区域(2—20 μm),报道了利用红外椭偏光谱法测量经离子注入掺杂并高温退火的硅片掺杂层光学和电学性质的方法和结果. 通过建立基于Drude自由载流子吸收的等效光学模型,得到了杂质激活后掺杂层的杂质浓度分布、电阻率和载流子迁移率等电学参数,以及掺杂层的红外光学常数色散关系,分析了这些参数随注入剂量的关系并对其物理机理给予了解释. 研究表明,中远红外

English Abstract

参考文献 (16)

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