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硅基半导体内痕量杂质表征分析技术开题报告

 2020-02-10 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

半导体材料在近代的科技发展,尤其是在信息产业的发展上有着举足轻重的地位,元素半导体锗(ge)放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页,从此电子设备开始实现晶体管化。采用元素半导体硅(si)以后,不仅使晶体管的类型和品种增加、性能提高,而且迎来了大规模和超大规模集成电路的时代。以砷化镓(gaas)为代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。目前而言,si,ge是所有半导体材料中应用最广泛的两种材料。与锗半导体相比,硅半导体的漏电流要小得多,与砷化镓材料相比,虽然砷化镓材料的性能较好,但由于生产成本和储存量的原因,不能成为主流材料。

随着信息等产业的发展,也对半导体材料提出了更高的要求。电子器件主要利用的是半导体材料的性质,若含有杂质,比如铁、铜、镍、锌、铬等具有较高电活性的过渡金属杂质[15]以及有硼 、磷 、砷等非金属元素,即使含量极少,也将严重影响其电学性能,提高电阻率。因此,降低硅基材料的杂质含量至关重要。随着器件尺寸的日益缩小,对晶体中杂质分布的微区不均匀和尺寸为原子数量级的微小缺陷也要有所限制。但目前,精准定量表征高纯硅中痕量元素的含量、分布、成分是一大技术难点。

近年来 ,随着各种分析技术的不断更新与完善 ,硅基半导体中杂质元素的检测方法也获得了长足的发展,主要包括红外光谱法(infrared spectroscopy, ir)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(icp-oes)、原子吸收光谱法(atomic absorption spectrometry, aas)、辉光放电质谱法(glow discharge mass spectrometry, gdms)、电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry, icp-ms)等[9]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1、基本内容

1.对高纯硅基气/液体的水解固化技术进行调研,了解国内外研究概况和发展趋势,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系;

2.研究无定形二氧化硅中痕量杂质的表征分析技术研究。

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3. 研究计划与安排

1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究对象结构、测试仪器和设备。确定调研方案,并完成开题报告。

第4-6周:按照方案,调研高纯硅基气/液体的固化技术现状。

第7-10周:调研无定形二氧化硅中痕量杂质的表征分析技术现状。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]吴化楠.半导体物理的研究进展[j].山东工业技术,2015(24):284-285.

[2]brown r j c , milton m j t . analytical techniques for trace element analysis: an overview. trac trends in analytical chemistry, 2005, 24(3):266-274.

[3]miller w e , manard b t , derrick q c , et al. an automated micro-separation system for the chromatographic removal of uranium matrix for trace element analysis by icp-oes. talanta, 2018:s0039914018306684-.

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