MOS器件静电潜在损伤的1／f噪声监测方法

通过对MOS器件的静电应力试验以及监测试验过程中电参数和1/f噪声的变化,发现1/f噪声对于由电静电应力引起的潜在损伤要比电参数的变化敏感得多,在同样的静电应力条件下,1/f噪声的相对变化量比跨导的相对退化量大6倍以上,分析表明,起源于边界陷阱的1/f噪声对于静电诱发的氧化层电荷和界面陷阱两类缺陷同时敏感,而电参数的变化主要取决于其中一类缺陷,因此,1/f噪声的测试可以作为一种经济、有效、完全非破坏性的工具,检测静电引起的MOS器件潜在损伤。     

Si3N4/SiO2复合栅介质电离辐照的电子能谱分析

采用氩离子刻蚀X光激发电子能谱分析方法对Si3N4/SiO2/Si复合栅介质系统进行电离辐照剖析．实验结果表明存在一个由Si3N4和SiO2构成的界面区及由SiO2和Si构成的界面区,电离辐照能将SiO2/Si界面区中心向Si3N4/SiO2界面方向推移,同时SiO2/Si界面区亦被电离辐照展宽;电离辐照相当程度地减少位于SiO2/Si界面至Si衬底之间Si过渡态的浓度．在同样偏置电场中辐照,随着辐照剂量的增加SiO2/Si界面区中Si过渡态键的断开量也增加,同时辐照中所施偏置电场对SiO2/Si界面区Si过渡态键断开有显著作用．并对实验现象进行了机制分析．     

SiC/SiO2界面态电荷对SiC MOSFET短路特性影响的研究

碳化硅/二氧化硅（SiC/SiO₂）界面态电荷数量的减少有利于降低碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管（SiCMOSFET）的通态电阻和开关损耗,然而沟道电流的提升会给遭遇短路故障的SiC MOSFET带来更大的电流应力。在传统的SiCMOSFET等效电路模型的基础上建立了SiC MOSFET的短路失效模型,该模型考虑了强电流应力下器件内的泄漏电流,并引入了包含界面态电荷的沟道载流子迁移率。利用该模型讨论了SiC/SiO₂界面态电荷对SiC MOSFET短路特性的影响,结果显示界面态电荷的减少缩短了SiC MOSFET短路耐受时间。随后通过从失效电流中分离出不同产生机制下的泄漏电流分量,讨论了界面态电荷对SiC MOSFET短路特性影响的机理。     

MOSFET辐照损伤1/f噪声产生机制的定量鉴别方法

用小波极大模统计参量研究了MOSFET器件辐照损伤低频噪声的时间序列.将辐照前后实验测量的低频噪声信号与数值模型产生的噪声信号统计特性相比较,发现nMOSFET和pMOSFET的低频噪声小波极大模统计结果均与随机电报噪声叠加模型数值信号的统计特性相接近.辐照前nMOSFET和pMOSFET的统计结果很接近,以致无法区分;辐照后两种器件的小波极大模分布出现明显差异.根据小波极大模统计量判断,随机电报噪声叠加是nMOSFET和pMOSFET低频噪声的主导产生机制,辐照并没有在器件中引入新的缺陷类型,而是使原有缺陷浓度增大,散射增强,辐照引起的nMOSFET损伤比pMOSFET严重.     

Si/SiO2及Si/SiO2/Si3N4系统的总剂量辐射损伤

从微观氧化物电荷、界面态的感生变化及界面态的能量分布变化的角度，比较并分析了3种采用54HC电路工艺制作的MOS电容样品的总剂量电离辐射损伤退化，结果显示，采用单绝缘栅介质的Si／SiO2系统的双绝缘栅介质的Si／SiO2／Si3N4系统表现出对总剂量辐射损伤的明显特性差异．在抗总剂量电高辐射能量上，双绝缘栅介质结构甚至劣于常规非加固工艺的单介质Si／SiO2系统结构．同时，对辐射感生界面态的能量分布随辐照总剂量的变化进行了分析，发现试验的3种样品都存在一类深能级界面态，位于中带以上约80meV的位置，该类界面态随辐照剂量的增加最明显．     

Si—C—O—N系统相稳定性和相稳定性图

对Si-C-O-N系统进行了平衡状态下的相稳定性计算，绘制了在1473K和1573K下的Si3N4、SiC、Si2N2O和SiO2相稳定性与N2分压的O2分压的关系图以及N2分压和SiO分压的关系图，Si3N4/Si2N2O/SiC、SiO2/Si2N2O/SiC两个三固相平衡点与N2分压、O2分压和SiO分压以及温度的函数关系图，并以此确定C纤维-SiC纤维转变和C纤维上涂层SiC过程中，为获得稳定SiC相的气体分压。     

SiO2薄膜辅助硅玻璃热键合技术的研究

为了解决Si和普通玻璃进行直接键合时材料的热失配问题，提出了利用SiO2薄膜辅助进行硅玻璃热
键合（SGTB）的技术.通过分析SiO2薄膜辅助SGTB技术的化学物理过程，对键合过程中的工艺条件进行了
优化.利用反应离子束蚀刻（RIBE）对基片进行抛光，使得键合表面达到2 nm级的表面粗糙度.在大气的环
境下将处理过的玻璃、Si基片干燥，进行预键合.预键合好的Si、玻璃基片在200℃的氧化环境下退火，基
片之间的硅烷醇键发生聚合反应，形成硅氧键键合.实验结果表明，硅和玻璃基片的表面能经过预键合后
有了提高，水分子和Si表面SiO2中的氧原子交连在一起，OH-数量增加，形成硅烷醇键.Si表面热生长SiO2
薄膜的存在，减少了由Si、玻璃热膨胀系数和热传导系数差异引起的诱导应力.     

氮化SiO_2超薄层的特性研究

在Si衬底表面,利用高温氧化获得了厚度小于0nm的SiO2超薄层,经过进一步的快速热氮化制备出氯化SiO2超薄层通过光电子能谱（XPS）和表面荷电能谱（SCS）的测试分析,研究了氮化SiO2超薄层中N的分布以及SiO2超薄层／Si界面态密度（Dit）的变化,结果表明：快速热氨化引入的大部分N积聚在SiO2／Si的界面附近,能够用一个双层氮化模型解释;快速热氨化使得Dit变小．同时,还发现较小的Dit对应较大的击穿场强．     

ZA27/SiCp颗粒增强复合材料界面特性的研究

用有限元法分析了ZA27/SiC_p颗粒增强复合材料在外加载荷作用下基体与增强相界面应力场及基体内的塑性应变.结果表明：拉伸应力作用下界面法向应力引起极区基体与增强相脱；Von Mises等效应力在极区与赤道区之间的界面处使基体屈服；界面处残余法向应力较高，可能造成界面脱粘.基体内近界面残余切向应力具有抑制裂纹在基体中扩展的趋势.重载时复合材料在高温和高压应力共同作用下，基体发生严重的塑性流变，从而产生大量的横交错裂纹，并使增强相与基体在界面脱粘.     

SiO_2纳米颗粒与SDS对CO_2泡沫的协同稳定作用

CO2驱油时,由表面活性剂溶液产生的CO2泡沫稳定性较差,加入纳米颗粒后可与表面活性剂产生协同作用,从而提高CO2泡沫的稳定性.通过泡沫评价实验、界面张力实验和扩张黏弹性模量实验,研究改性SiO2纳米颗粒与表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对CO2泡沫的协同稳定作用.结果表明:SiO2纳米颗粒与水的接触角大于79.83°时,能与SDS产生有效协同稳定作用,且协同稳定作用仅在SDS/SiO2混合溶液一定质量浓度比区间范围内存在,当质量浓度比为0.10~0.40时,协同稳定作用随质量浓度比增大,呈现先增强后减弱的规律;当质量浓度比为0.17左右时协同稳定作用最强;当质量浓度比大于0.40时,二者无有效协同稳定作用.SDS与SiO2纳米颗粒对CO2泡沫的协同稳定机理主要包括改善颗粒在界面的吸附位置、减弱歧化作用、改善界面性质及增大体相黏度.研究结果对提高三次采油中CO2驱的采收率具有指导意义.