单晶硅表面钝化层在低能电子辐照前后的 SIMS 和 XPS 分析

单晶硅表面钝化层在低能电子辐照前后的 SIMS 和 XPS 分析
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DOI：
10.7538/hhx.2020.yx.2019085
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发表时间：
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期刊：
核化学与放射化学
影响因子：
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通讯作者：
向勇军
向勇军
中科院分区：
其他
文献类型：
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作者：
杨玉青;雷轶松;向勇军

文献摘要

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为了研究低能电子辐照在单晶硅器件三种表面钝化材料中产生的化学微结构的变化，在轻掺杂 P 型.单晶硅基底上制作了三种表面钝化膜，分别是单一 SiO2 钝化膜、SiO2/Si3N4 复合钝化膜、硼硅玻璃/Si3N4.复合钝化膜，开展了三种表面钝化单晶硅在最大能量 70 keV 的加速器电子束下的辐照实验，样品在空气气.氛下辐照 6 h，用二次离子质谱（SIMS）测试了辐照前后三种表面钝化膜中 Si-、NO-、B-的纵深变化，同.时用 Ar 离子刻蚀 X 射线表面光电子能谱（XPS）对 Si 元素的化学结合状态进行测试分析。结果表明：对.单一 SiO2 钝化的轻掺杂 P 型材料，辐照在 SiO2/Si 界面产生明显的材料结构变化，界面附近的 SiO2不再是 完整化学计量比，而是 SiOx（x2）；对 SiO2/Si3N4 复合钝化的轻掺杂 P 型材料，辐照对 SiO2/Si3N4界面结.构影响较小，主要的影响仍然在 SiO2/Si 界面，SiO2辐照分解后产生的游离 O 元素可扩散到 SiO2/Si3N4界面；.辐照对硼硅玻璃/Si 界面和硼硅玻璃/Si3N4界面引起的变化小于 SiO2/Si 界面和 SiO2/Si3N4界面。研究表明低.能电子辐照对单晶硅表面钝化层的化学微结构损伤主要存在于 SiO2/Si 界面，该结构损伤并不能通过.SiO2/Si3N4 复合钝化得到明显改善，而采用硼硅玻璃/Si3N4 复合钝化有助于增强单晶硅表面及钝化层各界面.材料结构的稳定性。.