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【北大成果】一种新的在半导体中掺入杂质的方法

Time:2021-12-27Number:692

本项目设计开发了一种新的在半导体材料或半成品器件中掺入杂质的方法:在等离子体激励下非高温(0-200℃)和无须外加电压的条件下实现扩散掺杂。依赖于所采用的半导体材料、掺杂杂质和本项掺杂方法的实施条件(时间、温度和功率等),半导体表面杂质浓度达1018-1021/cm3,掺杂深度在5-100 nm范围。如须获得足够的载流子(电子、空穴),还须对掺杂样品进行快速退火,退火温度低于离子注入后的退火温度。

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P2应用范围

可应用于多种半导体材料、半导体器件和芯片的半成品进行掺杂,如二极管、LED、太阳能电池、集成电路等半导体器件,特别可能适用于第三代半导体等新材料和新器件的掺杂。相较于离子注入和高温扩散等半导体常规掺杂方法,本项目方法是一种相对成本低廉、没有苛刻要求的新掺杂方法。

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P3项目阶段

本项目目前处于实验室小试阶段。原来高温才能扩散的杂质,在等离子体作用下,室温或比室温稍高的温度下杂质就能扩散。如果延长时间,可使扩散距离增加。而增加温度,则扩散距离的增加更加明显。对Si,GaN, SiC,GaAs,AlN和氢化非晶Si的多种杂质进行的研究,证明此掺杂方法都适用。在我们的研究中,杂质离子浓度在半导体中的分布都是用二次离子质谱方法测定的(美国Evans公司、天津46研究所与中科院苏州纳米所测定)。


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P4知识产权

本研究已先后申请并被授权专利10项,在国际期刊发表论文5篇。后续根据研究和应用的实际可能还会申报专利,对成果进一步保护。

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