研究目的
采用硫（S）和锌（Zn）离子注入法在砷化镓（GaAs）中制备浅结n-p和p-n结，并通过毫秒级闪光灯退火（FLA）实现与CMOS技术的集成，重点在于抑制掺杂剂扩散、重结晶注入层以及激活掺杂剂。
研究成果
采用离子注入和毫秒级闪光退火技术成功制备了GaAs浅结，有效抑制了掺杂剂扩散，实现了掺杂剂完全激活并消除了缺陷。n型GaAs:Zn结展现出高达1.7×10^7的电流比和良好的理想因子（1.3），证明了其在CMOS集成中的潜力。未来工作可优化表面钝化工艺并探索其他材料。
研究不足
该研究仅限于砷化镓（GaAs）及特定掺杂剂（硫和锌）；未采用表面钝化处理，这可能影响结区质量，尤其是n-p结。闪光退火（FLA）工艺参数（时间和能量密度）可能并非对所有条件都进行了优化，且由于散射效应，载流子迁移率相对较低。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用硫（S）和锌（Zn）离子注入砷化镓（GaAs）晶圆形成浅结，随后通过毫秒级闪光灯退火（FLA）实现再结晶与掺杂激活。理论模型包括用于植入参数的SRIM模拟，以及用于载流子浓度和迁移率分析的拉曼光谱技术。
2：样品选择与数据来源：
使用掺碲（Te）的n型GaAs晶圆和掺锌（Zn）的p型GaAs晶圆。通过SRIM模拟计算植入能量与注量，以实现特定掺杂范围和峰值浓度。
3：实验设备与材料清单：
设备包括配备氙灯的FLA工具、二次离子质谱仪（SIMS系统，Cameca IMS7f）、采用532 nm Nd:YAG激光的微区拉曼光谱装置、使用405 nm激光的光致发光（PL）装置、Jobin Yvon Triax 550单色仪、InGaAs探测器、Dektak 8触针式轮廓仪，以及用于制备金电极的溅射系统。材料包含砷化镓晶圆、用于注入的硫和锌离子，以及用于电接触的金材料。
4：实验流程与操作步骤：
样品以指定能量和注量注入硫或锌离子，采用FLA在最高85 J·cm?2能量密度下退火10或20毫秒，通过SIMS表征掺杂分布，利用微区拉曼与光致发光技术分析光学特性，通过I-V测试获取电学特性。溅射金电极用于I-V测试。
5：数据分析方法：
采用高斯解卷积处理拉曼光谱数据，通过公式(3)和(5)从拉曼数据计算载流子浓度与迁移率，并基于I-V特性提取理想因子与电流比值。
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FLA tool
Not specified
Not specified
Used for millisecond-range flash lamp annealing of GaAs samples to recrystallize implanted layers and activate dopants.
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SIMS system
Cameca IMS7f
Cameca
Used for secondary ion mass spectrometry to measure depth distribution of implanted elements like S in GaAs.
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μ-Raman spectroscopy setup
Not specified
Not specified
Used to investigate microstructural properties of GaAs samples via Raman spectroscopy.
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Photoluminescence setup
Not specified
Not specified
Used to measure photoluminescence spectra of GaAs samples to study optical properties.
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Stylus profilometer
Dektak 8
Dektak
Used to measure crater depths in SIMS analysis for depth calibration.
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Sputtering system
Not specified
Not specified
Used to deposit Au films for electrical contacts on GaAs samples.
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