AlN陶瓷衬底的SIMS和XRD测量

AlN陶瓷中成分与杂质对于AlN的性能具有决定性作用。用二次离子质谱（SIMS）和X射线衍射（XRD）对清华大学材料系电子封装用的AlN陶瓷进行了研究。SIMS谱表明AlN衬底中除Al,N以外还有C，O，Si，Ca，Y等元素，其中有些是表面污染。衬底的SIMS深度分析表明样品O，Ca，Y信号都很强，且分布均匀，说明样品中含有Y2O3，CaO添加剂。AlN样品的XRD谱与AlN的JCPDS卡片对照，在测量范围内卡片上所有峰均出现，且晶面间距符合很好。在XRD谱上找到了与Y2O3和CaO对应的衍射峰。     

Ti／AlN快速退火界面反应的实验研究

在电子封装用的ＡｌＮ陶瓷多晶衬底上生长２５０ｎｍ的Ｔｉ膜，并进行快速退火。用ＲＢＳ（卢瑟福背散剂）、ＡＥＳ（俄歇有谱）、ＳＩＭＳ（干净人离子质谱）ＸＲＤ（Ｘ射线衍射）等实验技术对界面反应进行了分析研究，用划痕实验测量了退火对Ｔｉ／ＡｌＮ粘附力的影响。实验结果表明：快速退火时，Ｔｉ，Ａｌ，Ｎ以及ＡｌＮ中掺杂的Ｏ均发生明显的界面扩散和界面反应，样品表面的Ｏ和ＡｌＮ衬底中掺杂的Ｏ都向Ｔｉ膜中扩散，在较低     

SIMOX材料的SIMS分析

对ＳＩＭＯＸ材料进行了ＳＩＭＳ深度剖析，研究了电荷积累效应、二次离子传输效率等实验因素对测试结果的影响，氧检测的动态范围达三个量级。对国内、外的ＳＩＭＯＸ材料做了对比研究。     

硅基GaN外延层的SIMS及XPS研究

采用真空反应法在硅基上制备出了GaN外延层。利用二次离子质谱和X射线光电子能谱对GaN外延层进行了深度剖析和表面分析。结果表明 ,外延层中Ga和N分布均匀 ;在表面处Ga发生了偏聚 ;外延层中还存在Si,O等杂质 ,但这些并未影响到GaN外延层的物相及发光性能。实验还表明 ,在外延生长前采用原位清洗可去除Si衬底表面的氧     

MCs^＋—SIMS技术在研究金属与陶瓷界面反应中的应用

近年来，实验证明ＭＣｓ＾＋－ＳＩＭＳ技术可以明显减小甚至消除ＳＩＭＳ分析中的基体效应，已成功地应用于某些半导体与金属中，适于对痕量杂质以及基体组分进行分析。现将ＭＳｃ＾＋－ＳＩＭＳ技术推广应用来表征金属与陶瓷界面反应导致的组分变化。对不同温度退火的金属（Ｔｉ）与陶瓷（Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮ等）界面进行了分析，成功地观察到了界面的组分变化，为其他技术进一步证实，并且获得了新的结果。     

MCs^＋—SIMS技术及其应用

强烈的基体效应一直是造成二次离了质谱（ＳＩＭＳ）难以定量分析和解释的主要原因，受其影响，常规ＳＩＭＳ，即Ｍ－ＳＩＭＳ（检测原子型二次离子Ｍ或Ｍ，Ｍ是要分析的元素）的适用范围受到了很大的限制，近几年来，上述状况已经通过一种新技术开发得到明显改善，这就是ＭＣｓ－ＳＩＭＳ技术，即在Ｃｓ一次离子轰击睛检测分子型二次离子ＭＣｓ而不是Ｍ。由于该技术明显减小甚至消除基体效应，从而开辟了ＳＩＭＳ定量分析的新途径，     

Ti/A1N快速退火界面反应的实验研究

在电子封装用的A1N陶瓷多晶衬底上生长250nm的Ti膜，并进行快速退火。用RBS（卢瑟福背散射）、AES（俄歇电子能谱）、SIMS（二次离子质谱）和XRD（X射线衍射）等实验技术对界面反应进行了分析研究，用划痕实验测量了退火对Ti／A1N界面粘附力的影响。实验结果表明：快速退火时，Ti，A1，N以及A1N中掺杂的O均发生明显的界面扩散和界面反应。样品表面的O和A1N衬底中掺杂的O都向Ti膜中扩散，在较低的退火温度下生成TiO2；在较高的退火温度下与扩散到Ti膜中的A1反应，在Ti膜中间形成Al2O3层。N向Ti中扩散，并与Ti反应生成TiN。在薄膜和衬底之间有Ti的氧化物生成。粘附力的测量结果表明：在较低的温度下进行快速退火可以明显提高Ti／A1N界面的强度，在较高的温度下，界面强度有所下降。     

气溶胶标准样品制备及SIMS定量分析

概要地介绍了气液胶标准样品的制备及二次离子质谱的定量分析结果，并与ＩＣＰ－ＡＥＳ分析结果对比。ＳＩＭＳ分析结果与标样制备含量相对误差小于２０％。     

一种测定晶体取向及其分布的简便XRD方法

提出了旋转定向测试法，其原理是使试样的在粉末X射线衍射仪上进行θ扫描的同时绕其端面法线自转，增加了晶面法线通过衍射平面的机会。通过这种方法可直观地区分取向多晶，准单晶或者单晶体，评定研制过程中准单晶和择优取向材料的晶体品质，确定单晶，准单晶及择优取向等材料的晶面相对宏观端面的晶向偏离角和取向分散度，还可对单晶体材料进行三维晶面定向。旋转定向法测试晶体取向具有快速简便，一机多用，精度高等优点，在电子、光学、磁性，机械等材料研究领域具在广泛的应用。     

砷化镓中掺硅元素的SIMS定量分析

通过对体均匀掺硅和离子注入硅样品的二次离子质谱（ＳＩＭＳ）深度剖面分析，采用均匀体标样法、剖面二次离子强度积分法和ＬＳＳ理论关系计算获得了比较一致的、且与手册值接近的ＧａＡｓ中硅元素相对灵敏度因子值。将相对灵敏度因子法应用于双能量、双剂量硅离子注入ＧａＡｓ样品及分子束外延多层ＧａＡｓ膜渗硅的ＳＩＭＳ定量分折中。从实验结果初步讨论了ＧａＡｓ中氧和碳元素的存在对２８Ｓｉ－、１０３ＳｉＡｓ－二次离子信号强度的影响，２８ＳｉＡｓ－和１０３Ｓｉ－二次离子信号强度的线性关系和可靠性。     

Ge／Pd／n—GaAs低阻欧姆接触的SIMS分析

采用Ｇｅ／Ｐｄ／ＧａＡｓ结构和快速热退火在ｎ－ＧａＡｓ上形成了低阻欧姆接触，利用二次离子质谱技术揭示和讨论了低欧姆接触形成的机理。比较了采用Ｘ＾＋和ＧｓＸ＾＋信号检测的Ｇｅ，Ｐｄ，Ｇａ和Ａｓ的深度分布。结果表明采用ＣｓＸ＾＋可以提供更准确的结果和成分信息。     

原子团离子在AlxGa1—xAs基体组分SIMS定量分析中的应用

通过检测原子团离子ＭＣｓ＾＋和ＭＡｓ＾－（Ｍ是基体元素）对ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ基体组分进行了定量的分析，考虑了ＭＩＱ＝１５６ＳＩＭＳ上所测迷些原子团离子的能量分主其对分析结果的影响，并对正、负ＳＩＭＳ，测量方法做出比较。     

铝镓砷中硅δ掺杂的SIMS分析

评述了国际上δ掺杂样品SIMS分析的现状，研究了相关的基础实验技术，讨论了分析硅δ掺杂的AlGaAs样品时，选择高质量分辨及对不同一次离子能量下相对灵敏度因子进行核准的必要性，考察了一次束的展宽效应和δ掺杂层位置的微分飘移，对硅δ掺杂的AlGaAs样品用O源进行了定量分析，并对结果作了讨论。     

光阴极材料GaAs／AlGaAs的组分分析

为探索砷化我阴极的光电灵敏度的影响因素,利用Ｘ射线光电子能谱、二次离子擀谱和电化学方法测试和分析了国内和国外ＧａＡｓ光阴极材料ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ的Ｃ,Ｏ含量的空穴深度分布。实验发现,国内的材料在ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ 面及ＡｌＧａＡｓ层的Ｏ含量分别为７．６％和１０．６％,Ｃ深度分别为５．２×１０＾１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ＾３和１．０×１０＾１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ＾３,而国外的材料的Ｏ含量相应为１．０     

铝镓砷中硅δ掺杂的SIMS分析

评述了国际上δ掺杂样品ＳＩＭＳ分析的现状，研究了相关的基础实验技术，讨论了分析硅δ掺杂的ＡｌＧａＡｓ样吕时，选择高质量分辨及对不同一次离子参量下相对灵敏度因子进行校准的必须性，考察了一次束的展宽效应的δ掺杂层位置的微分飘移，对硅δ掺杂的ＡｌＧａＡｓ样品用Ｏ２＾＋源进行了定量分析，并对结果作了讨论。     

LiOH水溶液提高Zr-4合金腐蚀速率的机理

在不同水化学条件下的高压釜中研究了Zr-4合金在LiOH水溶液中的耐腐蚀性能.结果表明,不同的腐蚀介质对氧化膜内的压应力和t-ZrO2的含量的影响有很大不同;Zr-4合金在LiOH或KOH水溶液中腐蚀时,Li 比K 进入氧化膜深而且浓度高;在LiOH水溶液中腐蚀时,氧化膜中OH-的浓度比在KOH水溶液中高.锆合金在LiOH水溶液中腐蚀时,氧化膜的生长主要是通过OH-从合金的表面向内扩散,与锆反应生成氧化锆和原子氢.Li 半径较小,容易进入氧化膜,因此较多的OH-进入氧化膜的深处,并与t-ZrO2中的氧空位反应,使t-ZrO2向m-ZrO2转变.这导致氧化膜出现裂纹,使氧化膜中的压应力松弛,降低氧化膜的保护能力,提高了锆合金的腐蚀速率.     

Ge/Pd/n-GaAs低阻欧姆接触的SIMS分析

采用Ge／Pd／GaAs结构和快速热退火在n－GaAs上形成了低阻欧姆接触。利用H次离子质谱（SIMS）技术揭示和讨论了低欧姆接触形成的机理。比较了采用X 和CsX 信号检测的Ge，Pd，Ga和As的深度分布。结果表明采用CSX 可以提供更准确的结果和成分信息。     

用MCs^＋—SIMS技术研究Ti／Al2O3界面的组分分布

将ＭＣｓ＾＋－－ＳＩＭＳ技术应用扩展到了金属／绝缘体（Ｔ ｉ／Ａｌ２Ｏ３）界面分析。实验表明，选用ＭＣｓ＾＋进行分析时，克服了界面效应，取得了较好的组分分布的分析结果。随退火温度升高（室温，３００，６００，８５０℃）界面逐渐展宽，说明界面两边存在互扩散或发生了反应，且互扩散随退火温度升高而逐渐加强。随着退火温度升高，ＡｌＣｓ＾＋的信号逐步进入Ｔｉ层相应区域中，并形成两层平台，表明Ａｌ逐渐扩散到Ｔｉ     

AlxGa1—xAs外延层中Si平面掺杂的SIMS研究

利用二次离子质谱系统地研究了生长温度，Ａｌ组分Ｘ值和Ａｓ４夺强对Ｓｉδ掺杂ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ的ＳＩＭＳ深度剖面，Ｓｉ原子表面分凝和向衬底扩散的影响。实验发现，在外延生长Ｓｉδ掺杂ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ时，随着生长温度的提高或Ａｌ组份Ｘ值增加，Ｓｉ掺杂分布ＳＩＭＳ峰都非对称展宽，表面分凝作用加强，但不影响Ｓｉ原子的扩散，因此ＳＩＭＳ剖面的展宽与扩散无关。