α-Al_2O_3-Si界面电子结构的研究

本文用DV-SCC-X_a方法计算了α-Al_2O_3晶体及Si界面的电子结构,给出了对真实界面的模拟计算方法,讨论了界面模型和计算结果,得出了与实验相符的Al_2O_3-Si界面的定量结果,如电导率、能隙、态密度等.     

三氧化二铝钝化工艺的应用

我们知道,Al_2O_3具有抗辐射性较强,对钠离子有较强的阻挡作用及具有较好的抗化学腐蚀作用和负电荷效应等重要性质。人们利用Al_2O_3的这些性质,将Al_2O_3用做器件表面的钝化膜,收到很好的效果。本文就是通过实际应用试验来说明Al_2O_3钝化工艺及其效果的。     

ZrO2／Al2O3复合材料相变及界面

一、引言 ZrO_2/Al_2O_3复合材料,因具有优良的力学和热力学性能,近年来受到普遍重视。在该复合材料中ZrO_2以二种方式存在,一是ZrO_2存在于Al_2O_3晶粒间,另一是ZrO_2呈球状形式嵌在Al_2O_3晶粒内。对处于Al_2O_3晶粒内ZrO_2曾研究了其在基体产生的应力分布和用高分辨电镜作了界面观察。虽然对于以Y_2O_3稳定的四方相ZrO_2(Y-TZP)已经明确指出ZrO_2中存在成核相变过程,但对于ZrO_2/Al_2O_3复合材料而言,其中晶粒内ZrO_2虽大多以四方相形式存在,并对周围基体产生应力,而对于晶粒内四方相ZrO_2在应力作用下成核和相变过程及晶粒内ZrO_2与基体Al_2O_3之间界面反应情况尚未见明确报导。本文对15～75vol％ZrO_2/Al_2O_3复合材料经1500℃-1650℃不同温度下热压而成材料中ZrO_2成核相变及其界面进行了研究。二、实验与材料制备     

透明氧化铝与铌金属用CaO-Al_2O_3-MgO-B_2O_3系结晶焊料封接

透明氧化铝与铌金属的封接是用氧化物焊料实现的,用光学显微镜和电子探针显微分析仪研究了两种材料之间的界面。用于该试验的氧化物焊料是一种结晶质焊料,是由CaO,Al_2O_3,MgO和B_2O_3的结晶所组成,并且不含有碱金属的氧化物。试验结果如下: (1)真空密封封接是用这种技术实现的; (2)由于封接过程而转变成玻璃-陶瓷结构的焊料包含有3CaO·Al_2O_3,CaO·Al_2O_3和MgO·Al_2O_3的主晶相;     

CVD法淀积Al_2O_3膜及其与InP、Si的界面性质

本文介绍了用CVD方法分别在Si和InP上淀积了Al_2O_3膜.并用椭偏仪、高频C-V,准静态C-V、DLTS对Al_2O_3膜的性质及其与Si和InP的界面性质进行了测试分析.     

大功率CO_2激光器非平衡态合成单晶的研究

用大功率CO_2激光器非平衡态制取单晶的方法从固态混合物熔体(Al_2O 3-10mol％Cr_2O)3)-M_0,Al_2O_3-(50,60,80)mol％WO_3中合成了可分离的M_0O_3,Al_2O_3及Al_2O_3·3WO_3,Al_2O_3·4WO_3单晶体,分析表明,激光非平衡态下生成的单晶与平衡态下生长的同种物质单晶在微观参量及外观上一致,而非平衡态下激光合成的晶体可以是平衡态下由相同的反应物难于生成的物质。     

Ga_(0.47)In_(0.53)As/SiO_2与Ga_(0.47)In_(0.53)As/Al_2O_3的界面性质

本文研究了GaInAs/SiO_2与GaInAs/Al_2O_3的界面性质.采用PECVD技术以TEOS为源以及采用MOCVD技术以Al(OC_3H_1)_3为源在n~+-InP衬底的n-Ga_(0.47) In_(0.33)As外延层上淀积了/SiO_2和Al_2O_3,制备成MIS结构.结果表明这些MIS结构具有良好的C-V特性,SiO_2/GaInAs界面在密度最低达 2.4×10~(11)cm~2·eV~(?),氧化物陷阱电荷密度达10~(?)～10~(10)cm~2,观察到GaInAs/SiO,结构中的深能级位置为E_c-E_T=0.39eV.GaInAs/Al_2O_3结构中的深能级位置为E_c=E_T=0.41eV.     

Al-SiO_2-Si/n系统的r辐照界面效应及退火特性

本工作以~(60)Co作为γ辐射源,在7.6 ×10~3至6.9 ×10~4伦琴剂量范围内,研究了Al-SiO_2-Si/n系统的辐照感应氧化层有效电荷、界面态与辐照剂量的关系.也研究了这些界面效应的退火特性.此外,还对实验结果作了分析和讨论.     

高阈值电压低界面态增强型Al2O3/GaN MIS-HEMT

采用高温热氧化栅极凹槽刻蚀工艺并结合高温氮气氛围退火技术,制备出了高阈值电压的硅基GaN增强型Al_2O_3/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMT)。采用高温热氧化栅极凹槽刻蚀工艺刻蚀AlGaN层,并在AlGaN/GaN界面处自动终止刻蚀,可有效控制刻蚀的精度并降低栅槽表面的粗糙度。同时,利用高温氮气退火技术能够修复Al_2O_3/GaN界面的界面陷阱,并降低Al_2O_3栅介质体缺陷,因此能够减少Al_2O_3/GaN界面的界面态密度并提升栅极击穿电压。采用这两项技术制备的硅基GaN增强型Al_2O_3/GaN MIS-HEMT具有较低的栅槽表面平均粗糙度(0.24 nm)、较高的阈值电压(4.9 V)和栅极击穿电压(14.5 V)以及较低的界面态密度(8.49×10¹¹ cm^-2)。     

高纯超细α-Al_2O_3粉的研究

制造Al_2O_3陶瓷基片和A1N粉均要求Al_2O_3粉粒度小于1μm。制造99.5％Al_2O_3陶瓷及高导热A1N粉,要求Al_2O_3粉的纯度在99.9％以上,而制造95％Al_2O_3陶瓷及一般用途A1N粉,则要求Al_2O_3的纯度在99％以上。本研究采用铝盐高温化学分解法制备的α-Al_2O_3粉,分别达到了上述两类不同的用途对Al_2O_3纯度的要求,粒度为0.5μm。     

NH3等离子体钝化对Al2O3/SiGe界面的影响

研究了不同条件的非原位NH_3等离子体钝化对Al_2O_3/SiGe/Si结构界面组分的影响。在p型Si(100)衬底上外延一层30 nm厚的应变Si_0.7Ge_0.3,采用双层Al_2O_3结构,第一层1 nm厚的Al_2O_3薄膜为保护层,之后使用非原位NH_3等离子体分别在300和400℃下对Al_2O_3/SiGe界面进行不同时间和功率的钝化处理,形成硅氮化物(SiN_xO_y)和锗氮化物(GeN_xO_y)的界面层。通过X射线光电子能谱(XPS)分析表面的物质成分,结果表明NH_3等离子体钝化在界面处存在选择性氮化,更倾向于与Si结合从而抑制Ge形成高价态,这种选择性会随着时间的增加、功率的增高和温度的升高变得更加明显。     

CO_2激光合成陶瓷的研究

本文介绍了用CO_2激光合成Al_2O_3、Al_2O_3-5％mol Cr_2O_3固熔体,Al_2O_3-20％wtZrO_2(+3％molY_2O_3)混合体和Al_2(WO_4)_3陶瓷材料的方法。激光合成的Al_2(WO_4)_3为Al_2O_3-WO_3二元平衡相图中不存在的新化合物。对激光合成的陶瓷材料进行了组织形貌分析,并测量了其显微硬度,发现用激光合成的陶瓷较用昔通工艺制备的同种陶瓷有更高的硬度。     

活化Mo—Mn法金属化机理—MnO.Al2O3物相的鉴定

本文研究了活化Mo-Mn法陶瓷金属化机理,确定了活化剂中MnO≥40%(wt)时金属化层中以及界面上存有MnO·Al_2O_3物相,而MnO≤30%时则难以发生。由于MnO·Al_2O_3本身强度较差,因而在配方设计时应防止它的产生。     

总剂量辐射中偏压对功率管的影响研究

基于漂移扩散方程的理论模型,研究了总剂量辐射效应与偏压条件的关系,逐个分析了功率管中常用偏压条件对总剂量效应的影响。根据辐照过程中SiO₂内部和Si-SiO₂界面处感生的陷阱电荷的积累情况,推测出较恶劣的偏压条件。将40 V耐压的NLDMOS和5 V耐压的NMOS功率管在0.35 μm商用BCD工艺下进行了流片,并在不同偏压条件下进行了Co⁶⁰总剂量辐照实验,对总剂量辐照中的偏压效应进行了测试验证。实验结果证实功率管在开态偏压下的辐射退化更明显。     

氧化铝陶瓷激光选区熔化成形实验

采用激光选区熔化技术进行了Al_2O_3粉末和浆料的基础实验研究。实验结果表明,Al_2O_3粉末成形效果较差,而Al_2O_3浆料成形效果较好;激光功率对Al_2O_3浆料试样表面的质量具有重要影响,表面质量随激光功率的增加而不断提高。当激光功率为200 W,扫描速度为90mm/s时,Al_2O_3试样维氏硬度均值约为14.7GPa。     

一个估算重离子在SiO_2、Al_2O_3和Si_3N_4中的R_p和ΔR_p的经验公式

我们用中子活化分析和RBS技术测量了几种能量的~(73)As~+和~(132)Xe~+离子注入SiO_2和Al_2O_3膜的射程参数R_p和△R_p.把实验结果与投影射程统计计算的理论值作了对比.在总结国内外多种实验结果的基础上,找出了一个估算重离子(Z≥30,E=30-400KeV)在SiO_2、Al_2O_3和Si_3N_4中的R_p和△r_p的经验公式.该公式对R_p的估算值与多种实验值的差异一般小于10％、△R_p的差异一般小于15％.     

InP上Al膜的阳极氧化及其特性研究

本文报道了半导体InP上Al膜阳极氧化的研究,并用AES,V-V,DLTS和椭圆仪等测试方法研究了氧化膜的稳定性、电学特性、组分的纵向分布以及Al_2O_3/InP的界面特性,研究结果表明,阳极氧化Al_2O_3的介电常数为11～12,Al_2O_3/InP界面存在一个能量上连续分布的电子陷阱,DLTS峰值对应的能级位置约在E_c-E_c=0.5eV,其俘获截面约为10~(-15)cm~2,Al_2O_3/InP的界面态密度为10~(11)cm~(-2)eV~(-1)。阳极氧化Al_2O_3的稳定性要比InP自身氧化物好得多,更适于用作器件的钝化保护和扩散掩蔽膜。     

激光熔覆Al2O3/CaF2陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料涂层组织与耐磨性研究

航空航天、热能、电力工业装备中许多在高温腐蚀性气氛条件下工作的摩擦运动副零部件,不仅要求材料具有优异的高温耐磨性与抗氧化性,同时由于高温条件下无法实现外加润滑而必须具有优异的高温自润滑性能。采用先进的表面工程手段在高温结构材料工件表面制备具有优良高温自润滑性能的先进氧化物陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料涂层,是解决上述问题的有效方法之一。本文采用激光熔覆技术上制备出了以氧化物陶瓷Al_2O_3为基、以CaF_2为高温自润滑相的陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料涂层,在干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性能。结果表明,激光熔覆Al_2O_3/CaF_2陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料中,具有优异高温耐磨性能及高温稳定性的Al_2O_3以片状初生相形式析出形成连续的基体骨架、而具有优异高温自润滑性能的CaF_2则呈球状均匀分布于基体骨架中之间;摩擦磨损试验结果表明,由于激光熔覆Al_2O_3/CaF_2陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料集中了Al_2O_3先进氧化物陶瓷材料优异的高温耐磨性、高温抗氧化性及CaF_2高温自润滑相的优异高温自润滑性能,激光熔覆Al_2O_3/CaF_2陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料涂层具有优异的摩擦学性能,同激光熔覆Al_2O_3陶瓷涂层相比,激光熔覆Al_2O_3/CaF_2陶瓷基高温自润滑耐磨复合材料     

Al／Al2O3复合材料界面应力场的LACBED研究

界面是影响复合材料性能的重要内容,对复合材料界面的研究一直受到广泛的重视。本文介绍我们利用大角度会聚束电子衍射(LACBED)研究Al基Al_2O_3颗粒增强复合材料界面应力场的初步结果。图1是这种复合材料的明场象,其中不规则形状的是增强体γ-Al_2O_3颗粒。图2是从Al基体中得到的靠近[013]带轴的LACBED花样,其中箭头所指阴影部分是图1中箭头指出的γ-Al_2O_3颗粒的阴影象。图2可以看出γ-Al_2O_3颗粒界面附近的HOLZ线发生明显的弯曲和分裂并变得模糊,这表明界面处Al基体中存在着应力场。应力场的进一步研究可以通过LACBED花样的动力学模拟得到。     

MgO-SiO_2-BaO-CaO-ZrO_2/Al_2O_3基LTCC材料性能研究

采用MgO-SiO_2-BaO-CaO-ZrO_2玻璃与Al_2O_3复合烧结,制备了MgO-SiO2-BaO-CaO-ZrO2/Al_2O_3基LTCC复合材料。借助DTA、XRD、SEM和电性能测试手段,系统研究了玻璃/Al_2O_3比例和烧结温度对复合材料结构与性能的影响。结果表明,MgO-SiO_2-BaO-CaO-ZrO_2玻璃是一种微晶玻璃,析出CaMg(SiO_3)_2相,但复合材料在析晶过程中与Al_2O_3发生反应,主要物相是Al_2O_3、BaAl_2SiO_8以及玻璃相。提高玻璃粉含量和烧结温度均能够提升致密性,当玻璃含量为质量分数50%～55%时,该复合材料在880～900℃即可烧结致密,具有ε_r=8. 1～8. 4、tanδ=0. 0010～0. 0013@13 GHz,σ> 300 M Pa等优异的综合性能,满足LTCC滤波器集成化、小型化和高可靠性的制作要求。