Back-incident SiGe-Si multiple quantum-well resonant-cavity-enhanced photodetectors for 1.3-mu m operation

A back-incident Si-0.65 Ge-0.35/Si multiple quantum-well resonant-cavity-enhanced photodetector operating near 1.3 mum is demonstrated on a separation-by-implantation-oxygen substrate. The resonant cavity is composed of an electron-beam evaporated SiO2-Si distributed Bragg reflector as a top mirror and the interface between the buried SiO2 and the Si substrate as a bottom mirror. We have obtained the responsivity as high as 31 mA/WI at 1.305 mum and the full width at half maximum of 14 nm.

A study of Si1-xGex/Si quantum-well intermixing by photocurrent spectroscopy

Photocurrent spectroscopy has been used to study quantum-well intermixing in this paper. The cut-off wavelength of the photodiodes based on the implanted and annealed materials is significantly reduced, compared with that measured in annealed-only photodetectors. The bandgap of SiGe quantum well in implanted and annealed samples is blue-shifted by up to 97 meV, relative to that in annealed-only samples. (C) 2000 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

Properties of proton-implanted p-type Si: supports for the models explaining a novel p-n junction in Si

Proton-implanted and annealed p-type Si wafers were investigated by using both transmission electron microscopy and spreading resistivity probe. The novel pn junction [Li et al., Mat. Res. Sec. Symp, Proc. 396 (1996) 745], as obtained by using n-type Si subjected to the process as this work, was not observed in the p-type Si wafers in this work. A drop of superficial resistivity in the sample was found and is explained by the proposed models interpreting the novel pn junction. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

New annealing processes and explanation for novel silicon pn junctions formed by proton implantation

Proton-implanted n-type Si wafers were annealed at 950 degrees C to achieve novel pn junctions. The novel pn junctions are explained by the combined use of four models. The background (e.g. oxygen impurity) of an Si wafer is suggested to play a key role in creating the novel pn junction.

Boron diffusion in Ge+ premorphized and BF2+ implanted Si(001)

The annealing behavior of Si implanted with Ge and then BF2 has been characterized by double crystal X-ray diffraction (DCXRD) and secondary ion mass spectroscopy (SIMS). The results show that annealing at 600 degrees C for 60 minutes can only remove a little damage induced by implantation and nearly no redistribution of Ge and B atoms has occurred during the annealing. The initial crystallinity of Si is fully recovered after annealing at 950 degrees C for 60 minutes and accompanied by Ge diffusion. Very shallow boron junction depth has been formed. When annealing temperature rises to 1050 degrees C, B diffusion enhances, which leads to a deep diffusion and good distribution of B atoms into the Si substrate. The X-ray diffraction (004) rocking curves from the samples annealed at 1050 degrees C for 60 minutes display two SiGe peaks, which may be related to the B concentration profiles.

HIGH-EFFICIENCY TOP SURFACE-EMITTING LASERS FABRICATED BY 4 IMPLANTATION USING TUNGSTEN WIRE AS MASK

We report the results of a high efficiency room temperature continuous wave (cw) vertical-cavity surface-emitting laser. The structure is obtained by four deep H+ implantation using tungsten wires as the mask. The fabrication process is the simplest ever reported in vertical-cavity surface-emitting laser fabrication. The largest differential quantum efficiency of 65% and maximum cw light output power over 4 mW have been achieved for the 15X15 mu m(2) device. (C) 1995 American Institute of Physics.

Sensitivity of Total-Dose Radiation Hardness of SIMOX Buried Oxides to Doses of Nitrogen Implantation into Buried Oxides

In order to improve the total-dose radiation hardness of the buried oxides(BOX) in the structure of separa tion-by-implanted-oxygen(SIMOX) silicon-on-insulator(SOI), nitrogen ions are implanted into the buried oxides with two different doses,2 × 1015 and 3 × 1015 cm-2 , respectively. The experimental results show that the radiation hardness of the buried oxides is very sensitive to the doses of nitrogen implantation for a lower dose of irradiation with a Co-60 source. Despite the small difference between the doses of nitrogen implantation, the nitrogen-implanted 2 × 1015 cm-2 BOX has a much higher hardness than the control sample (i. e. the buried oxide without receiving nitrogen implantation) for a total-dose irradiation of 5 × 104rad(Si), whereas the nitrogen-implanted 3 × 1015 cm-2 BOX has a lower hardness than the control sample. However,this sensitivity of radiation hardness to the doses of nitrogen implantation reduces with the increasing total-dose of irradiation (from 5 × 104 to 5 × 105 rad (Si)). The radiation hardness of BOX is characterized by MOS high-frequency (HF) capacitance-voltage (C-V) technique after the top silicon layers are removed. In addition, the abnormal HF C-V curve of the metal-silicon-BOX-silicon(MSOS) structure is observed and explained.

Space-grown SI-GaAs and its application

A semi-insulating GaAs single crystal ingot was grown in a recoverable satellite, within a specially designed pyrolytic boron nitride crucible, in a power-travelling furnace under microgravity. The crystal was characterized systematically and was used in fabricating low noise field effect transistors and analogue switch integrated circuits by the direct ion-implantation technique. All key electrical properties of these transistors and integrated circuits have surpassed those made from conventional earth-grown gallium arsenide. This result shows that device-grade space-grown semiconducting single. crystal has surpassed the best. terrestrial counterparts. Studies on the correlation between SI-GaAs wafers and the electronic devices and integrated circuits indicate that the characteristics of a compound semiconductor single crystal depends fundamentally on its stoichiometry.

Boron diffusion in Ge+ premorphized and BF2+ implanted Si(001)

The annealing behavior of Si implanted with Ge and then BF2 has been characterized by double crystal X-ray diffraction (DCXRD) and secondary ion mass spectroscopy (SIMS). The results show that annealing at 600 degrees C for 60 minutes can only remove a little damage induced by implantation and nearly no redistribution of Ge and B atoms has occurred during the annealing. The initial crystallinity of Si is fully recovered after annealing at 950 degrees C for 60 minutes and accompanied by Ge diffusion. Very shallow boron junction depth has been formed. When annealing temperature rises to 1050 degrees C, B diffusion enhances, which leads to a deep diffusion and good distribution of B atoms into the Si substrate. The X-ray diffraction (004) rocking curves from the samples annealed at 1050 degrees C for 60 minutes display two SiGe peaks, which may be related to the B concentration profiles.

Influence of nitrogen implantation into the buried oxide on the radiation hardness of silicon-on-insulator wafers

摘要: In order to improve the total-dose radiation hardness of the buried oxide of separation by implanted oxygen silicon-on-insulator wafers, nitrogen ions were implanted into the buried oxide with a dose of 10(16)cm(-2), and subsequent annealing was performed at 1100 degrees C. The effect of annealing time on the radiation hardness of the nitrogen implanted wafers has been studied by the high frequency capacitance-voltage technique. The results suggest that the improvement of the radiation hardness of the wafers can be achieved through a shorter time annealing after nitrogen implantation. The nitrogen-implanted sample with the shortest annealing time 0.5 h shows the highest tolerance to total-dose radiation. In particular, for the 1.0 and 1.5 h annealing samples, both total dose responses were unusual. After 300-krad(Si) irradiation, both the shifts of capacitance-voltage curve reached a maximum, respectively, and then decreased with increasing total dose. In addition, the wafers were analysed by the Fourier transform infrared spectroscopy technique, and some useful results have been obtained.

Effects of helium and oxygen common implantation in silicon wafer

Defect engineering for SiO2] precipitation is investigated using He-ion implantation as the first stage of separation by implanted oxygen (STMOX). Cavities are created in Si by implantation with helium ions. After thermal annealing at different temperatures, the sample is implanted with 120keV 8.0 x 10(16) cm(-2) O ions. The O ion energy is chosen such that the peak of the concentration distribution is centred at the cavity band. For comparison, another sample is implanted with O ions alone. Cross-sectional transmission electron microscopy (XTEM), Fourier transform infrared absorbance spectrometry (FTIR) and atomic force microscopy (AFM) measurements are used to investigate the samples. The results show that a narrow nano-cavity layer is found to be excellent nucleation sites that effectively assisted SiO2 formation and released crystal lattice strain associated with silicon oxidation.

Investigation of PL properties of C-doped SiO2/Si samples after high energy Pb ion irradiation

Amorphous SiO2 thin films with about 400-500 nm in thickness were thermally grown on single crystalline silicon. These SiO2/Si samples were firstly implanted at room temperature (RT) with 100 keV carbon ions to 2.0 x 10(17),5.0 X 10(17) or 1.2 x 10(18) ions/cm(2), then irradiated at RT by 853 MeV Pb ions to 5.0 x 10(11), 1.0 X.10(12) 2.0 x 10(12) or 5.0 x 10(12) ions/cm(2), respectively. The variation of photoluminescence (PL) properties of these samples was analyzed at RT using a fluorescent spectroscopy. The obtained results showed that Pb-ion irradiations led to significant changes of the PL properties of the carbon ion implanted SiO2 films. For examples, 5.0 x 10(12) Pb-ions/cm(2) irradiation produced huge blue and green light-emitters in 2.0 x 10(17) C-ions/cm(2) implanted samples, which resulted in the appearance of two intense PL peaks at about 2.64 and 2.19 eV. For 5.0 x 10(17) carbon-ions/cm(2) implanted samples, 2.0 x 10(12) Pb-ions/cm(2) irradiation could induce the formation of a strong and wide violet band at about 2.90 eV, whereas 5.0 x 10(12) Pb-ionS/cm(2) irradiation could,create double peaks of light emissions at about 2.23 and 2.83 eV. There is no observable PL peak in the 1.2 x 10(18) carbon-ions/cm(2) implanted samples whether it was irradiated with Pb ions or not. All these results implied that special light emitters could be achieved by using proper ion implantation and irradiation conditions, and it will be very useful for the synthesis of new type Of SiO2-based light-emission materials.

Recherche-formation-action sur l'expérience de la persévérance, deux enseignantes au primaire, lors de l'implantation d'approches ou d'outils pédagogiques

Si vous êtes présentement à la recherche d’un ouvrage traitant de la persévérance, cet essai vous est destiné. C’est par le biais de l’implantation de la pédagogie par ateliers, du portfolio et des intelligences multiples que nous, deux enseignantes-chercheuses du primaire, avons exploré notre persévérance. Cette exploration nous a permis de mieux comprendre le phénomène de la persévérance pour, par la suite, identifier des composantes telles que des comportements, des attitudes ou des structures qui ont une incidence positive sur notre persévérance lors de l’implantation d’approches ou d’outils pédagogiques. Ce projet a pris naissance suite à l’avènement du nouveau curriculum de 2001, en éducation. La nouvelle philosophie qu’il proposait est venue déstabilisée nos pratiques professionnelles. Pour remédier à la situation, nous nous sommes retournées vers la formation continue offerte par notre commission scolaire Ayant le besoin d’approfondir les sujets abordés, nous nous sommes engagées dans un programme universitaire de deuxième cycle offert par l’Université de Sherbrooke. Au cours de cette formation, nous avons eu l’opportunité de nous familiariser avec différentes approches ou outils pédagogiques. Parmi ceux-ci, trois nous ont rejointes davantage puisqu’ils correspondaient à nos valeurs de pédagogues: la pédagogie par ateliers, le portfolio et les intelligences multiples. Nous avons donc décidé de les implanter dans nos classes. Cette implantation signifiait pour nous une façon d’adapter nos pratiques pour davantage répondre à la nouvelle philosophie du curriculum. À chaque fois, nous faisions face au même problème: nous abandonnions, soit de façon partielle ou totale, l’implantation d’approches ou d’outils pédagogiques. Nous voulons donc résoudre notre problème de persévérance pour en arriver à une implantation complète. L’objectif de ce projet de recherche est de comprendre le phénomène de la persévérance pour, par la suite, identifier les composantes qui contribuent à persévérer lors de l’implantation d’approches ou d’outils pédagogiques retenus. Pour ce faire, nous avons établi un cadre méthodologique et nous avons sélectionné des instruments de recherche. Tout d’abord, nous avons privilégié l’approche qualitative puisque ce projet de recherche est destiné à recueillir des informations afin de comprendre nos attitudes et nos comportements à l'égard de notre persévérance. Par la suite, nous avons retenu un type de recherche inspirée de Fernandez, la recherche-formation-action (combinaison de la recherche-formation et de la recherche-action) puisqu’elle permet, à la fois, de nous former sur notre persévérance et d’agir sur elle. Par conséquent, l’enjeu de cette recherche est ontogénique parce qu’il s’agit du propre développement des enseignantes-chercheuses. Finalement, pour atteindre notre objectif de recherche, nous avons besoin d’instruments pour colliger les données. Dans un premier temps, le récit de pratique traite de la dimension professionnelle par le biais de la synthèse rétrospective et du journal de bord. En ce qui concerne la dimension personnelle, nous avons privilégié l’histoire de vie et c’est le journal personnel qui est utilisé pour recueillir les faits liés à notre persévérance. Toutes les démarches ou lectures entreprises nous ont amenées à des conclusions positives. Lors de nos lectures, nous avons découvert une procédure pour persévérer, les qualités d’une personne persévérante, les ennemis de la persévérance, les cinq domaines principaux de l’intelligence émotionnelle, le self-control, les étapes de résolution de problème, les variables de la motivation ainsi que les quatre facteurs influençant les actes volontaires. Tous ces concepts ont une incidence positive sur notre persévérance lors de l’implantation d’approches ou d’outils pédagogiques. Certains de ces concepts prennent encore plus d’importance lorsqu’ils sont interliés à d’autres. Pour ce faire, nous avons créé une allégorie qui permet de réunir tous ces concepts puisqu’ils jouent un rôle majeur sur notre persévérance. Les composantes trouvées ainsi que nos lectures constituent des outils essentiels pour nous permettre de vivre l’expérience de la persévérance. Au-delà des découvertes réalisées, nous sommes unanimes pour dire que pour apprendre à persévérer il faut, d’abord et avant tout, vivre l’expérience de la persévérance, qui fait l’objet de cette recherche. Nous estimons que les composantes (comportements, attitudes et structures), trouvées par l’entremise de nos lectures et de cet essai, constituent de précieux outils pour aider une personne à persévérer puisqu’il y a peu de travaux qui ont traité de ce sujet. Finalement, nous espérons que notre essai encouragera d’autres chercheurs à innover dans leur recherche, comme nous l’avons fait avec l’élaboration de nos étapes de recherche et le choix du type de recherche, puisque c’est en explorant de nouvelles avenues que nous apportons de la nouveauté dans le monde de la recherche. Bref, nous considérons notre essai comme une contribution à la recherche tant par les découvertes que nous y avons faites concernant la persévérance que par la nouveauté que nous avons apporté au niveau méthodologique.

Réduction de la durée de vie des porteurs de charge dans le silicium noir par implantation ionique

Le but de ce projet est d’étudier l’effet des défauts cristallins sur les propriétés optoélectroniques de photodétecteurs fabriqué à partir de « silicium noir », c’est-à-dire du silicium dopé et microstructuré par impulsions laser femtoseconde, ce qui lui donne une apparence noire mate caractéristique. Des échantillons de silicium noir ont été recuits puis implantés avec des ions ayant une énergie de 300 keV (Si+), 1500 keV (Si+) ou 2000 keV (H+). Trois fluences pour chaque énergie d’implantation ont été utilisées (1E11, 1E12, ou 1E13 ions/cm2) ce qui modifie le matériau en ajoutant des défauts cristallins à des profondeurs et concentrations variées. Neuf photodétecteurs ont été réalisés à partir de ces échantillons implantés, en plus d’un détecteur-contrôle (non-implanté). La courbe de courant-tension, la sensibilité spectrale et la réponse en fréquence ont été mesurées pour chaque détecteur afin de les comparer. Les détecteurs ont une relation de courant-tension presque ohmique, mais ceux implantés à plus haute fluence montrent une meilleure rectification. Les implantations ont eu pour effet, en général, d’augmenter la sensibilité des détecteurs. Par exemple, l’efficacité quantique externe passe de (0,069±0,001) % à 900 nm pour le détecteur-contrôle à (26,0±0,5) % pour le détecteur ayant reçu une fluence de 1E12 cm-2 d’ions de silicium de 1500 keV. Avec une tension appliquée de -0,50 V, la sensibilité est améliorée et certains détecteurs montrent un facteur de gain de photocourant supérieur à l’unité, ce qui implique un mécanisme de multiplication (avalanche ou photoconductivité). De même, la fréquence de coupure a été augmentée par l’implantation. Une technique purement optique a été mise à l’essai pour mesurer sans contacts la durée de vie effective des porteurs, dans le but d’observer une réduction de la durée de vie causée par les défauts. Utilisant le principe de la réflexion photo-induite résolue en fréquence, le montage n’a pas réuni toutes les conditions expérimentales nécessaires à la détection du signal.

Thin films generated by plasma immersion ion implantation and deposition of hexamethyldisilazane mixed with nitrogen in different proportions

In this work, it was used a plasma system composed of a cylindrical stainless steel reactor, a radio-frequency (13.56MHz) power source fixed at either 25 W or 70 W, a power source with a negative bias of 10kV and a 100Hz pulse. The system worked at an operational pressure of 80mTorr which consisted of varying concentrations of the monomer HMDSN and gaseous nitrogen in ratios: HMDSN (mTorr)/nitrogen (mTorr) from 70/10 to 20/60 in terms of operational pressure. The structural characterization of the films was done by FTIR spectroscopy. Absorptions were observed between 3500 cm(-1) to 3200 cm(-1), 3000 cm(-1) to 2900 cm(-1), 2500 cm(-1) to 2000 cm(-1), 1500 cm(-1) to 700 cm(-1), corresponding, respectively, to OH radicals, C-H stretching bonds in CH2 and CH3 molecules, C-N bonds, and finally, strain C-H bonds, Si-CH3 and Si-N groups, for both the 70 W and the 25 W. The contact angle for water was approximately 100 degrees and the surface energy is near 25mJ/m(2) which represents a hydrophobic surface, measured by goniometric method. The aging of the film was also analyzed by measuring the contact angle over a period of time. The stabilization was observed after 4 weeks. The refractive index of these materials presents values from 1.73 to 1.65 measured by ultraviolet-visible technique.