Al2O3对应变SiGe上HfO2薄膜的热稳定性和电学可靠性的影响

研究了阻挡层Al2O3对应变SiGe上HfO2薄膜的热稳定性和电学可靠性的影响.高分辨透射电镜(HRTEM)像表明,阻挡层使HfO2在700℃温度下退火后仍然是非晶的.散能X射线谱(EDS)分析表明,阻挡层抑制了Si原子在HfO2薄膜中的扩散.X射线光电子谱(XPS)测试表明,阻挡层抑制了界面处HfSiO和GeO的x生长.电学测试分析说明,带有阻挡层的MIS电容的电学性能得到提高,包括60Coγ射线辐射后较高的电容密度、较低的缺陷密度、以及较小的平带电压漂移.     

Effects of Al2O3 on Thermal Stability and Electrical Reliability of HfO2 Film on Strained SiGe

研究了阻挡层Al2O3对应变SiGe上HfO2 薄膜的热稳定性和电学可靠性的影响。高分辨透射电镜(HRTEM)像表明,阻挡层使HfO2在700 °C温度下退火后仍然是非晶的。散能X射线谱(EDS)分析表明,阻挡层抑制了Si原子在HfO2薄膜中的扩散。X射线光电子谱(XPS)测试表明,阻挡层抑制了界面处HfSiO和GeOx的生长。电学测试分析说明,带有阻挡层的MIS电容的电学性能得到提高,包括60Co γ射线辐射后较高的电容密度、较低的缺陷密度、以及较小的平带电压漂移。     

高性能HfAlO介质薄膜的制备

利用超高真空电子束蒸发法制备了可替代SiO2作为栅介质的HfAlO膜.薄膜的化学组成为(HfO2)(Al2O3)2,900℃退火处理后仍然呈现非晶状态,而且表面平滑.介电常数为12.7,等效氧化物厚度2 nm,固定电荷密度4×1012cm-2,2 C栅偏压下漏电流为0.04 m A/cm2.后退火处理能有效降低固定电荷密度和泄漏电流密度,但会造成界面SiO2的生长.     

TiO2/Al2O3堆栈结构high-k薄膜的制备及性能

采用磁控溅射法制备了TiO2/Al2O3堆栈结构高k栅介质薄膜,研究了不同后处理条件对等效氧化物厚度,界面电荷和界面扩散的影响.实验结果表明400℃退火后,TiO2已经结晶,退火可以降低漏电流密度和介电层中的电荷密度.同时,退火使Ti进一步向Al2O3层扩散,形成TiO2和A12为O3的混合层,Al2O3层过薄时不能有效阻挡TiO2的扩散.     

退火对栅介质SrHfON薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在Si衬底上制备新型栅介质SrHfON薄膜。采用X射线衍射(XRD)仪、高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线光电子谱(XPS)分析退火对SrHfON薄膜的界面形态、薄膜的结构和电学性能的影响。结果表明,SrHfON薄膜经900℃退火后仍保持非晶态,表现出良好的热稳定性。SrHfON薄膜与Si衬底的界面主要由HfSixOy和SiO2组成。以SrHfON薄膜为栅介质的MOS电容结构具有较小的漏电流密度,并且漏电流密度随着退火温度的升高而减小。在外加偏压(Vg)为+1V时样品在沉积态和900℃退火后的漏电流密度分别为4.3×10-6和1.2×10-7A/cm2。研究表明,SrHfON薄膜是一种很有希望替代SiO2的新型栅介质材料。     

Trapping and Detrapping Effects on Current Conduction Mechanisms at Interface of Au/HfO2 High-k Films

主要研究了经不同温度退火后 HfO2 高k栅介质薄膜的电流电压特性,结果表明,在栅极入射下,漏电流与 Au/HfO2 界面处的陷阱密度密切相关,在高电场下,Au/HfO2/p-Si 结构的主要导电机制为 Schottky发射和 Poole-Frenkel 发射。研究了电压应力对栅介质薄膜稳定性的影响,由于局部导电通道的形成,经时电介质击穿(TDDB)现象被观察到     

铝诱导法制备多晶硅薄膜的膜层间结合力影响机制

目的 分析铝诱导法制备多晶硅薄膜层间结合力大小的影响机制.方法 采用磁控溅射分别制备Al/α-Si复合薄膜以及Al2O3/α-Si复合薄膜,使用划痕仪获取两样品膜层结合力,并进行对比.采用第一性原理计算,从原子间作用力的微观角度,分析Si原子在Al层和Al2O3层的最佳吸附位置、吸附过程中的电子转移情况以及电子态密度图.结果 Si附着于Al层的临界载荷高于Si附着于Al2O3层的临界载荷.Si在Al(001)表面的最佳吸附位点为位点2,在Al2O3(001)表面未发现最佳吸附点.Si在Al2O3(001)表面的不同吸附点位下的电子得失情况不同,Si吸附Al2O3层的效果弱于其吸附于Al层的效果.在Si吸附于Al层的过程中,Si/Al界面层存在着Al─Si金属键的连接作用,Si原子的3p轨道电子和Al原子的3s、3p轨道电子起到吸附作用,吸附后,Si原子3p轨道电子的电子态数量增多,说明吸附过程中发生了电子的转移,膜层间形成了硅化物.在Al2O3层吸附Si原子的过程中,不同的吸附点位上,Si的得失电子情况不同,部分Si离子与Al2O3中的Al离子同时呈现出金属性,金属离子键的作用力降低了Si离子与O离子形成共价键的可能,降低了Al2O3吸附Si的能力.结论 Si吸附于Al层的过程中,与Al形成了硅化物,进而提高了膜层间结合力.加入Al2O3中间过渡层后,Si的金属性降低了与O形成共价键的可能,因此加入Al2O3中间层后,将会降低膜层间结合力.     

镍基高温合金表面Al2O3活性扩散阻挡层的研究

采用EB-PVD在DD5镍基高温合金与Ni Cr Al涂层之间沉积Zr O2作为先驱层,并对试样分别进行600℃/4 h,700℃/4 h及900℃/4 h真空扩散处理,研究了扩散温度对α-Al2O3活性扩散阻挡层形成的影响,并且通过900℃/100 h恒温氧化处理对活性扩散阻挡层的高温服役性能进行了评价。结果表明:经过900℃/4 h真空扩散处理后,在Zr O2/Ni Cr Al界面形成一层连续致密的α-Al2O3扩散阻挡层,并且经过900℃/100 h大气恒温氧化后,α-Al2O3活性扩散阻挡层表现出良好的稳定性,以及优异的阻扩散能力。     

(Al_2O_3+Si)_p/Al系铝基复合材料的原位制备及性能

以Al-Si O2为体系,通过粉末冶金液相烧结的方法原位合成(Al2O3+Si)p/Al系铝基复合材料,利用XRD、DSC和SEM等测试技术测试了复合材料的相组成、密度、电导率及热膨胀性能,观察了Si相和Al2O3相的形貌并分析了相与相之间的反应界面。结果表明,通过该方法可以制备出具有优良性能的电子封装材料,其密度、电导率和热膨胀系数分别达到了2.5 g/cm3、10-7Ω·m和5×10-6/K。原位生成的Al2O3相多数呈圆球状颗粒,Si相以片状形成,随着烧结温度的提高,两种相和基体结合紧密,分布更加均匀分散,且无界面反应物生成。     

掺杂HfO2对钛合金微弧氧化膜层特性的影响

在电解液中添加HfO2对Ti-6Al-4V钛合金进行微弧氧化处理,通过表征微弧氧化膜表、截面形貌,膜层成分及电化学行为,并测量膜层厚度、硬度、粗糙度等参数来研究添加HfO2对钛合金微弧氧化膜层特性的影响。结果表明：添加HfO2后,微弧氧化膜层主要成分是Al2TiO5、TiO2和γ-Al2O3。较合适浓度的HfO2能促进成膜反应,改善微弧氧化膜的微观结构,提高膜层的厚度、硬度并降低表面粗糙度,且膜层试样具有双层膜结构,膜层试样的耐腐蚀性能好于原基体。HfO2浓度为3.0g/L时所获得的微弧氧化膜层综合性能最佳。     

Al_2O_3/Al基颗粒增强复合材料的凝固组织

本文利用旋涡制造颗粒增强铝基复合材料 ,探讨了增强颗粒的添加对基体凝固组织的影响 ,对比了添加SiO2 (SiO2 和铝液发生下式反应 :3SiO2 4Al—→ 3Si 2Al2 O3 )和Al2 O3 复合材料的增强颗粒分布。实验结果表明 ,由于颗粒的存在 ,晶体的生长受到影响 ,导致组织细化。添加SiO2 复合材料的增强颗粒分布比添加Al2 O3 复合材料的增强颗粒分布更易均匀     

基于原子层沉积的Al_2O_3薄膜微观形貌研究

研究利用原子层沉积获得的小于10 nm Al_2O_3薄膜表面形貌特点。采用该技术获得4和8 nm的Al_2O_3薄膜,利用原子力扫描电镜(AFM)和扫描电镜(SEM)对薄膜表面形貌进行测量,通过最小二乘法和多重分形研究薄膜表面形貌,分析得出利用原子层沉积技术加工超薄Al_2O_3薄膜,其形貌与成膜原理有关,与厚度无关。     

SiO2-Al2O3-CaO-Fe2O3系微晶玻璃的晶化过程

利用差热分析（ＤＴＡ）、红外吸收光谱（ＩＲ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扫描电镜（ＳＥＭ）等手段研究了ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－Ｆｅ２Ｏ３系微晶玻璃晶化过程及其结晶化过程及其结晶动力学。结果表明：ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－Ｆｅ２Ｏ３系微晶玻璃晶化过程中,初晶相是钙铁透辉石,钙铝黄长石是中间过渡相且随晶化温度的提高而消失,最终晶相只有钙铁透辉石;晶体生长指数为２．９,属三维生长。玻璃网络中主要有     

Preparation of ZrO_2-Al_2O_3 micro-laminated coatings on stainless steel and their high temperature oxidation resistance

1 INTRODUCTIONIn recent years , micro-laminated coatings witha great potential for applications have attractedconsiderable interest . The micro-laminated coat-ings can dramatically i mprove many properties in-cluding fracture toughness ,fatigue behavior ,i m-pact behavior , oxidation resistance , hot corrosionresistance ,etc[1].It is evident that the formabili-ty ,shape ,and the fracture resistance of the coat-ings during forming andin service depend not onlyon the properties of the indivi…     

高铝TRIP钢连铸过程中保护渣中Al2O3含量的变化对渣膜传热的影响

高Al含量TRIP钢在连铸过程中钢液中的[Al]易与保护渣中的SiO2发生反应,使保护渣中Al2O3含量从3%快速增加至30%左右,导致保护渣的传热性能发生改变,影响连铸坯的质量和连铸工艺操作.利用结晶器保护渣渣膜热流模拟仪研究Al2O3含量对Al-TRIP钢保护渣传热的影响,并利用扫描电镜、X射线衍射仪分析渣膜的结晶相.结果表明:当Al2O3含量从3%增加到20%时,保护渣的热流密度显著降低;当保护渣的Al2O3含量从20%增加到30%时,保护渣的热流密度先增加后减少;随w(Al2O3)/w(SiO2)比值的增大热流密度逐渐降低,并且在本实验条件下保护渣中会析出CaF2晶体.     

反应机械合金化/退火制备Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体

以Fe2O3粉、Si粉和Al粉为原料,采用反应机械合金化/退火法制备出了Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对复合粉体球磨以及退火过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。研究表明,Fe2O3-Si-Al混合粉体球磨5 h后发生反应生成Al2 O3、Fe5 Si3、Fe3 Si、FeSi,球磨20 h后生成Al2 O3/Fe3 Si,球磨20 h的粉体在900℃条件下退火1 h的组成物相未发生变化,复合粉体颗粒呈球形,其尺寸为5μm左右,分布均匀,组成相Al2O3和Fe3Si的晶粒尺寸分别为26.6 nm和28.3 nm。     

Preparation of ZrO2-Al203 micro-laminated coatings on stainless steel and their high temperature oxidation resistance

Micro-laminated ZrO2-Al2O3 coatings were prepared by electrochemical depositing ZrO2 film and Al2O3 film alternatively in ethanol solutions containing aluminum nitrate and zirconium nitrate, with small amounts of yttrium nitrate added respectively into both solutions. The micro-laminated ZrO2-Al2O3 coating is of nanostructure. FE-SEM analyses show that the cross section of the micro-laminated coatings has alternate six-layer films of ZrO2 and Al2O3, with the thickness of each layer in the range of nanometer or submicron. The surface of the microlaminated coatings is composed of nano-particles. SEM, XRD and mass gain measurement were adopted to study the oxidation resistance of coatings on stainless steel. It has been found that all the coatings are effective in protecting the substrate from oxidation, and micro-laminated coatings exhibit more excellent protectiveness performance. Mechanisms accounting for such effects have been discussed.     

Effects of annealing conditions and thickness ratio of Si/Al films on the Hall carrier mobility, Al carrier concentration, and nanovoids formed in the metal-induced Si crystallization of Si/Al/Si/SiO2/glass specimens

In the present study, a-Si/μc-Al/a-Si/SiO₂/glass specimens were prepared with various combinations of thicknesses of the μc-Al layer and the two a-Si layers. The effects of μc-Al film thickness, a-Si film thickness, the thickness ratio of Al film to Si films, and the annealing temperature on the metal-induced Si crystallization and void defects formed in the sandwich composite specimens were investigated. A transmission electron microscope (TEM) and an X-ray photoelectron spectroscope (XPS) were used to investigate the diffusion mechanism and efficiency of Si crystallization. When the annealing temperature was sufficiently high, the μc-Al grains diffused into the two adjacent Si layers with a fairly even distribution over the entire sandwich structure. Si crystallization was thus significantly enhanced by the sandwich structure. The Hall carrier mobility of the specimen with a structure of a-Si(500 nm)/μc-Al(50 nm)/a-Si(500 nm) was 80.1 cm²/Vs and the Al carrier concentration was 1.5 × 10¹⁸/cm³ at an annealing temperature of 600 °C; no voids were found in the sandwich structure. An increase in the top layer (a-Si) thickness is advantageous for Si crystallization; however, an increase in the third layer (a-Si) thickness degrades Si crystallization. For a given Al film thickness, an excessive increase in the thicknesses of the two a-Si layers degrades Si crystallization even at high annealing temperatures. A thick Al film in combination with two thick a-Si layers leads to a high Hall carrier mobility when the annealing temperature is sufficiently high. An increase in the Si/Al thickness ratio increases the Hall carrier mobility and decreases the Al carrier concentration.