Si_3N_4陶瓷材料的构筑及缺陷结构研究进展

Si_3N_4陶瓷作为结构陶瓷,以其优越的热力学稳定性能、化学稳定性能、机械性能及低密度结构等优点,在工程施工、电子元件、电工制品等领域具有广泛的应用价值。但Si_3N_4陶瓷材料在制备过程中具有杂质增强相凝聚、大晶体凸出、多大气孔等研究瓶颈,结合实际工程应用对Si_3N_4陶瓷材料本征缺陷及电子结构进行综述。系统阐述了国内外Si_3N_4陶瓷材料的研究现状及应用前景,介绍了当前Si_3N_4陶瓷材料的合成技术、研究方法等。根据工程材料的性能要求与缺陷标准,着重展望了Si_3N_4陶瓷材料在电子元件领域的应用前景与发展方向。     

Al／Si_3N_4／TbFeCo／Si_3N_4磁光盘厚度定量计算方法

研究用ＸＲＦ基本参数法计算磁光盘的厚度和组成，铝层厚度用ＡＩＫα线计算，两层氨化硅厚度都采用ＳｔＫα线计算确定，磁光记录层采用ＦｅＫα，ＣｏＫα和ＴｂＬα线来确定其厚度及组成。列出了膜厚方程，可由计算机很快解出，其结果与标准符合很好。     

PECVD Si_3N_4膜工艺研究

本文叙述通过射频电场产生的辉光放电等离子体,在200～300℃的温度条件下淀积Si_3N_4膜。给出不同射频功率、淀积温度和Si/N气体浓度条件下得到的淀积速率、腐蚀速率和折射率等实验数据,以及它们对膜质量、膜均匀性的影响。同时还给出红外光谱仪分析膜组分的结果。     

Si_3N_4膜pH-ISFET输出特性研究

通过对 pH-ISFET的长时间测量,发现器件的输出偏离 Nernst方程.提出了器件输出由快响应、慢响应和时漂三部分组成,以及器件响应与时漂数据的提取方法.证明了快慢响应的共同作用符合Nernst方程,慢响应的响应幅度小,长达数小时之久.在响应初期观察到的器件漂移,主要是慢响应造成的.     

激光合成非晶态Si_3N_4粉末

本文描述了大功率 CO_2激光辐照 SiH_4+NH_3的快速流动气体合成 Si_3H_4超细粉末的实验,揭示了激光谱线变化对合成反应的影响。讨论了粉末红外吸收光谱的畸变现象等。     

激光合成非晶态Si_3N_4粉末

用400W连续CO_2激光辐照SiH_4以及SiH_4+NH_3的快速流动气体,获得了非晶硅粉末和非晶氮化硅粉末,颗粒度<0.2μm。观察了压力、流速、配比、谱线、功率与生成物之间的关系。对生成的粉末进行了化学计量、全相、光谱和结构分析,发现激光合成的非晶Si_3N_4粉末Si-N键红外吸收峰为951cm~(-1),相对于其它方法得到的非晶Si_3N_4有较大蓝移现象,甚至     

Si_3N_4薄膜对集成晶体管特性的影响

本文研究了用不同的制备方法,以及制备不同厚度的Si_3N_4膜对集成晶体管电流增益的影响,取得了能明显地提高电流增益的最佳Si_3N_4膜厚及其制备的方法。通过对硅片平整度和少子寿命的测试,估计了Si_3N_4膜对硅片因热氧化而引起的表面应力的补偿作用,发现电流增益提升效果最佳的Si_3N_4膜与最佳的表面应力补偿相对应,这时的硅片少子寿命最长。     

氮离子注入形成Si_3N_4埋层构成的SiO_2/Si/Si_3N_4/Si多层结构的研究

本文通过 C(V)特性测定、扩展电阻测定及 TEM实验研究了SiO_2/表层硅/Si_3N_4/体硅多层结构各界面的性质、结构随热处理的变化等,并在此基础上提出了这一系统的纵向结构的图象.     

射频反应溅射Si_3N_4薄膜的性质和表面钝化作用

射频反应溅射Si_3N_4薄膜的光学和电学性质,与制备条件有密切的关系.对Si_3n_4膜的折射率、红外吸收带、相对介电常数、淀积速率和腐蚀速度随溅射电压和混合气体(Ar和N_2)组份的变化规律作了研究.指出,在最佳溅射条件下的电场作用和电子、负离子对硅器件表面SiO_2层的轰击造成的热作用,有利于加速Si_3N_4膜对存在于SiO_2层中的Na~+的吸取和捕集过程,使硅器件的光学特性和稳定性获得显著的改善.而且,由于淀积时的基片表面温度低,可以利用常用的光刻胶掩蔽,进行定域淀积,简化了Si_3N_4膜的光刻腐蚀工艺.     

电离辐射对Si_3N_4/SiO_2/Si双界面系统的作用

采用氩离子刻蚀XPS(X光激发电子能谱)分析对S i3N4/S iO2/S i双界面系统进行了电离辐照剖面分析。实验结果表明:电离辐照能将S iO2和S i构成的界面区中心向S i3N4/S iO2界面方向推移,同时S iO2/S i界面区亦被电离辐照展宽。在同样偏置电场中辐照,随着辐照剂量的增加电离辐照相当程度地减少位于S iO2/S i界面区S i3N4态(结合能B.E.101.8 eV)S i的浓度。同时辐照中所施偏置电场对S iO2/S i界面区S i3N4态键断开有显著作用。文中就实验现象的机制进行了初步探讨。     

Si_3N_4在BaTiO_3基低阻高性能PTCR陶瓷材料中的作用

要同时保证 PTCR材料和元件具有低室温电阻率和较高的 PTC特性 ,有较大难度。研究了添加 Si3N4作为烧结助剂 ,对 PTCR材料的显微结构和电学性能的影响。同添加 Si O2 作为烧结助剂相比 ,添加 1.0 %的 Si3N4的 PTCR材料更易同时满足低阻高性能要求。     

光刻工艺中Si_3N_4膜的化学腐蚀

本文讨论了光刻工艺中Si_3N_4膜的几种化学腐蚀的工艺、原理及影响化学腐蚀的一些因素,并对干法化学腐蚀与湿法化学腐蚀进行了较为详细的比较。     

Si_3N_4晶界相的电子显微镜和EDS能谱研究

对于重烧结以及重烧结后再进行热处理的Si_3N_4样品分别进行了透射电子显微镜和能量色散谱EDS分析。在重烧结但未经热处理样品中发现,无论是三晶粒晶界还是两晶粒晶界相,主要是含钇的玻璃相。在重烧结又经热处理样品中,发现三晶粒的晶界相大部已转为YAG晶体。二晶粒晶界仍有极少量的玻璃相。我们的结果指出,正是晶界玻璃相结晶化,提高了材料的高温强度。本工作还发现,经热处理的样品中Si_3N_4晶界处的YAG相具有区域性择优取向。这可能是影响力学性能的重要因素。     

在InP表面淀积Si_3N_4薄膜的研究

本文报导了用CVD的方法在InP、InGaAsP四元层表面淀积Si_3N_4薄膜的工艺。并对影响Si_3N_4薄膜的淀积速率、折射率、腐蚀速率的各种因素进行了实验和分析。实验结果表明:用该方法所淀积的Si_3N_4薄膜,重复性、均匀性都较好,该薄膜已较好地用于激光器的研制中,作为窄条光刻腐蚀保护膜和扩散掩蔽膜,得到了理想的效果。     

采用平面电阻炉单面加热制备Si_3N_4的CVD工艺

本文提出采用平面电阻炉单面加热,以N_2携带SiH_4和NH_3作为反应气体,用CVD法淀积氮化硅薄膜的工艺。分析了Si_3N_4淀积过程中存在的气相反应。讨论了气体流动形式、流量和反应管横截面形状对淀积膜均匀性的影响。平面电炉的加热方式允许采用横截面极扁的石英反应管,为淀积均匀的Si_3N_4膜提供了较佳的设备条件,理论分析和实际结果都证实了这一优点。平面电阻炉的加热方式还具有设备简单,温度的测量准确、控制可靠,无高频污染等优点。这种设备原则上可推广用于其它的CVD工艺。     

用双光束激发改进纳米Si_3N_4激光合成工艺

氮化硅(Si_3N_4)是优良的陶瓷材料,应用十分广泛。本文论述了激光诱导化学气相沉积法制备纳米Si_3N_4的工作原理,提出了减少游离硅的措施,采用双光束激发制备得到了超微的、非晶纳米 Si_3N_4粉体。     

激光气相合成Si_3N_4超细粉末的原理性实验装置

本文叙述了为进行激光气相合成Si_3N_4超细粉末的原理性实验,根据合成反应时容器是冷壁的特点,研制的一套由玻璃材料制成的实验装置。装置的特点是:1.不需要机械加工,制造周期短,     

用快原子轰击质谱法研究Si_3N_4-GaAs薄膜的深度分布

利用快原子轰击质谱分析技术(FAB-MS)研究了Si_3N_4-GaAs薄膜的剖面分布.根据获得的硅离子电流纵向分布曲线,可以计算出Si_3N_4薄膜的厚度及观察过渡区的分布情况.还利用在不同质量处获得的离子电流曲线及相应于峰值的质谱图,研究了薄膜表面及界面的杂质沾污情况.FAB-MS有助于改进出Si_3N_4薄膜的生长工艺,特别是为原材料选择、清洗条件、腐蚀条件、沾污控制等提供了依据,从而生长出纯度和厚度符合要求的Si_3N_4薄膜.     

ECR－PECVD制备Si_3N_4薄膜的特性及其应用的研究

本文利用ＥＣＲ－ＰＥＣＶＤ技术在不同沉积温度下制备了Ｓｉ３Ｎ４薄膜，利用Ｓｉ３Ｎ４薄膜的透射光强度曲线计算了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的折射率和膜厚，计算结果与实测值符合较好。结果表明，随着沉积温度的提高，Ｓｉ３Ｎ４薄膜的折射率增大，致密性提高，Ｓｉ３Ｎ４薄膜厚度在６０ｍｍ直径范围内不均匀度小于５％。测定了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的显微硬度。利用荧光分光光度计测定了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的光致发光效应。初步进行了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的超高频大功率晶体管器件中作为钝化膜的应用研究。     

氧化前Si_3N_4萃取(吸收)提高管芯成品率的试验

为实现大规模集成必须提高管芯成品率。我们在不掺金的I~2L工艺中,在单晶片和外延片流程上做β值的管芯,长期都没有达到理想的成品率。因此,如何稳定基本工艺,提高管芯成品率,真正实现复杂逻辑功能在单片上集成,这是我们的重要任务。本文提出氧化前硬Si_3N_4背面萃取(吸收)工艺能有效地提高管芯成品率。