电子在镍纳米晶中的直接隧穿及其在MOS结构中的存储(英文)

研究了镍纳米晶镶嵌在 MOS(金属—氧化物—半导体)电容结构中应用于非挥发性存储器的可行性。制备了镶嵌在氧化层中的镍纳米晶。采用电子束蒸发方法,再经过快速退火工艺,得到平均尺寸 7 nm,密度 1.5×1012/cm2的镍纳米晶。电容随频率变化曲线发现明显的峰,测试分析了电容-电压和电导-电压特性。结果表明电子通过直接隧穿停留在镍纳米晶中,并且存储在 MOS 结构中。     

包含双层半导体和金属纳米晶MOS电容的存储特性

制备了包含双层半导体和金属纳米晶的MOS电容结构,研究了其在非挥发性存储器领域的应用。利用真空电子束蒸发技术,在二氧化硅介质中得到了半导体硅纳米晶和金属镍纳米晶。与包含单层纳米晶的MOS电容相比,这种包含双层异质纳米晶的MOS电容显示出更大的存储能力,且保留性能得到改善。说明顶层的金属纳米晶作为一层额外的电荷俘获层可以通过直接隧穿机制进一步延长保留时间和提高平带电压漂移量。     

基于硅各向异性腐蚀的平面沟道无阀微泵研究

依据扩散口/喷嘴理论,设计了不同几何尺寸无阀微泵的扩散口/喷嘴光刻掩模版图,采用硅平面工艺、各向异性腐蚀及削角补偿等技术,制作出了多种无阀微泵.对无阀微泵泵压及流量进行了实验研究,结果表明泵压与流量均呈现反比关系;扩散口/喷嘴的张角为8°时微泵效率最高;扩散口/喷嘴长度为2500μm、扩散口/喷嘴的窄口宽度为150μm、腐蚀深度为150μm时,无阀微泵的最大泵压和流量分别为14.9kPa和558μL/min.     

集成微流体测控芯片的研制

设计、研制了集成有微泵、微沟道、微流量传感器、温度传感器的微流体测控芯片.采用有限元软件ANSYS模拟分析了将其作为冷却芯片时微沟道的散热作用,分析确定了芯片上各元件的结构.该集成芯片为硅-玻璃结构,在硅片上,利用ICP法刻蚀无阀微泵泵体和微沟道;在7740玻璃片上,以溅射、剥离法制作微流量和温度传感器;图形精确对准后硅/玻璃以静电键合方法封接.无阀微泵采用压电元件驱动.测试结果表明:集成芯片具有冷却功能,循环水的流速最大可达25.4mm/s.     

基于Parylene的柔性微电极阵列微加工工艺研究

基底集成的柔性微电极阵列(MEAs)从一个全新的角度演绎了植入式神经系统,对神经进行电刺激并记录神经电信号.以一种新型聚合物材料聚对二甲苯(parylene)为基底,制备出了用于神经接口的柔性神经微电极阵列.采用MEMS加工技术,设计了一种基于parylene柔性神经微电极阵列的加工工艺方法,并讨论了在流片过程中的关键问题,如掩膜层的选择、电极的剥离及焊接与封装等.该柔性微电极阵列在用于视觉假体的神经接口方面具有独特的应用优势.     

基于纳米晶PZT／石英的压电生物质量传感器研究

制作了一种新型的基于纳米晶PZT／石英的压电生物质量传感器。采用了溶胶-凝胶法在石英晶体表面制备了纳米晶PZT薄膜,形成PZrr／石英结构的敏感单元。研究了纳米晶PZT在石英基体上的微观结构、表面形貌;探讨了纳米晶PZT／石英作为敏感单元在细胞检测中的作用。实验结果表明：PZT薄膜的晶粒大小为20-30nm,沿〈101）晶向择优生长,并且,薄膜表面平整,结构致密。纳米晶PZT／石英结构的敏感单元使生物细胞传感器的灵敏度得到了提高。     

Direct Tunneling and Storage of Electrons in Ni Nanocrystals Embedded within MOS Structure

研究了镍纳米晶镶嵌在MOS（金属—氧化物—半导体）电容结构中应用于非挥发性存储器的可行性。制备了镶嵌在氧化层中的镍纳米晶。采用电子束蒸发方法,再经过快速退火工艺,得到平均尺寸7 nm,密度1.5×1012/cm2的镍纳米晶。电容随频率变化曲线发现明显的峰,测试分析了电容-电压和电导-电压特性。结果表明电子通过直接隧穿停留在镍纳米晶中,并且存储在MOS结构中。     

Ni纳米晶制备及其在MOS电容中存储特性研究

优化了Ni纳米晶的制备工艺参数,得到了分布均匀,形状为球形,平均尺寸5nm,密度2×1012/cm2的Ni纳米晶。在此基础上,制备了包含Ni纳米晶的MOS电容结构。利用高频电容-电压(C-V)和电导-电压(G-V)测试研究了其电学性能,证明该MOS电容结构的存储效应主要源于金属纳米晶的限制态。电容-时间(C-t)测试曲线呈指数衰减趋势,保留时间600s,具有较好的保留性能。     

纳米晶PZT薄膜体声波谐振器的研究

采用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,在Si基Pt电极上沉积了PZT压电薄膜,并研制了以SiO2为声反射层的体声波谐振器.用X-射线衍射、电镜扫描及原子力显微镜测试表明,PZT薄膜具有(110)择优取向,良好的短柱状自行晶结构及平滑的表面,晶粒平均尺寸为50～60 nm.介电性能测试结果表明,介电常数保持约800,损耗角为0.02.用网络分析仪测试体声波谐振器得到较好的频率特性,即串、并联谐振频率分别为2.91 GHz和3.01 GHz,机电耦合系数为8.18%.在敏感元电极上加载1 μL浓度为0.2 μg/μL的磁性微球溶液,谐振频率降低了0.09 GHz.     

柔性神经微电极阵列设计及微加工工艺研究

采用聚对二甲苯(parylene)作为基底,通过对柔性神经微电极阵列结构、引线排布、电极材料等进行优化选择和设计,并采用微机电加工工艺(MEMS),设计并研制出了2×8柔性神经微电极阵列,旨在为视网膜神经接口电极的研究开发奠定基础.