化学生成的Si／SiO2系统在超高真空中的退火研究

用AES详细观测了化学生成Si/S_1O_2系统在超高真空(UHV)中的退火变化.并对收录的俄歇直接谱进行了快速傅里叶变换(FET)退自卷积处理,得到了Si态密度退火前后的变化情况.最后,对退火效应进行了分析和讨论.     

LiNbO_3/SiO_2/Si薄膜的蓝光发射

采用射频磁控溅射方法制备了LiNbO3/SiO2／Si薄膜。通过X射线衍射（XRD）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和傅立叶变换红外吸收光谱（FT-IR）对薄膜的物相、晶体取向和成分进行了表征。采用荧光分光光度计研究了LiNbO3／SiO2／Si薄膜的光致发光。研究结果表明：在280nm激发光的激发下,LiNbO3／SiO2／Si薄膜在室温下发射470nm的蓝光,来源于LiNbO3薄膜与SiO2层界面处白捕获激子的辐射复合,发现在SiO2／Si薄膜上生长LiNbO3薄膜调制SiO2／Si薄膜的发光机制。     

Co与Si和SiO_2在快速热退火中的反应

利用四探针、AES、XRD、XPS和SEM等技术研究了快速热退火中Co与Si和SiO_2反应动力学、相序、层的形貌。测量了薄层电阻与退火温度和时间的关系。结果表明,随退火温度的升高,淀积在硅衬底上的钴膜逐步转变为Co_2Si、CoSi_(?)最后完全转化为CoSi_2。CoSi_2对应的电阻率最低。Co与SiO_2不会反应,即使在1050℃的高温下也没有观察到任何形成钴硅化物的证据。     

Co／Si和Co／SiO_2界面反应的观察

本文用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和高分辨电镜研究Ｃｏ薄膜在氩气气氛或真空条件下热处理时Ｃｏ／Ｓｉ和Ｃｏ／ＳｉＯ２体系的界面反应．结果表明：在氩气氛下４５０℃处理时，Ｃｏ薄膜均发生氧化，在Ｃｏ／Ｓｉ界面同时有硅化物形成，而在Ｃｏ／ＳｉＯ２界面，无硅化物产生．在真空条件下５００℃处理１小时，薄膜没有氧化，在Ｃｏ／Ｓｉ界面形成完整的ＣｏＳｉ２外延层．     

离子注入及退火对GaAs/Si晶体完整性影响的研究

本文用4.2MeV ~7Li离子卢瑟福背散射沟道技术研究了Si上外延GaAs膜在MeV Si离子注入及红外瞬态退火后的再生长过程。实验表明,离子注入可使GaAs外延膜内形成一无序网络,当注入剂量低于某一阈值时,850℃,15秒退火后,损伤区可完全再结晶,再结晶后的GaAs层的晶体质量特别在界面区有很大的改善;当剂量超过该阈值时,出现部分再结晶。激光Raman实验也表明,经过处理后的GaAs层Raman谱TO/LO声子的比率比原生长的样品有很大的降低。     

磁控溅射的Ge/Si异质结构在退火过程中的Raman光谱研究

用Raman光散射的方法,研究了磁控溅射技术制备的Ge/Si系列异质材料在退火过程中的再生长情况,对不同的样品进行结构变化分析.实验结果显示:Ge/Si异质材料在退火过程中的再生长受生长态条件限制,异质材料的最初生长情况决定了其在退火处理后的结构形态.     

退火温度和退火时间对不同衬底上Mg_(2)Si薄膜结构的影响北大核心CSCD

以Mg_(2)Si烧结靶为靶材,采用磁控溅射法在Si、石英和Al_(2)O_(3)衬底上先沉积一层Mg_(2)Si非晶薄膜,再进行退火处理,研究了衬底类型、退火温度及退火时间对Mg_(2)Si多晶薄膜结构的影响。结果表明:Si、石英、Al_(2)O_(3)三种衬底上Mg_(2)Si薄膜的最优退火温度和退火时间均为350◦C和1 h。Al_(2)O_(3)衬底上的Mg_(2)Si薄膜结晶质量最佳,Si衬底上的薄膜次之,石英衬底上的薄膜结晶质量最不理想,分析表明这种差异主要源于衬底与薄膜之间的热失配不同。     

黏附层以及退火气氛对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响研究

采用真空蒸镀方法在Si衬底上制备了Si/Au、Si/Ni/Au和Si/Ti/Au结构多层膜,进行多种条件下的退火实验,研究了不同黏附层对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响.实验结果表明,黏附层对硅的扩散起到阻挡作用,Ti层与Ni层作为阻挡层在较低温度下发生失效,退火气氛对阻挡层的失效具有显著影响.这表明Au/Si体系中扩散阻挡层失效的机制并不是直接的固相反应.文章提出势垒模型来解释扩散阻挡层的失效机制.     

K2Ti6O13/Ti合金的生物相容性研究

Ｋ2 Ｔｉ6Ｏ13 Ｔｉ合金具有结合强度高、机械性能优良的特点 ,有望成为一种优秀的承载型骨替换材料。生物医学材料在临床应用之前 ,应首先进行一套完整的生物学评价实验。Ｋ2 Ｔｉ6Ｏ13 Ｔｉ基生物功能梯度复合材料用于植入人体 ,与骨和组织长期接触 ,因此评价其生物相容性对该材料的应用至关重要。本研究拟通过模拟体液培养和细胞培养实验对其进行生物学评价。1　实验方法模拟体液培养实验是将消毒后的清洁Ｋ2 Ｔｉ6Ｏ13 Ｔｉ合金试样浸入模拟体液 (ＳＢＦ)中[1] ,并用(ＣＨ2 ＯＨ) 3 ＣＮＨ2 和 1ｍｏｌ Ｌ盐酸保持溶液ｐＨ值为7 4。…     

不同浓度Ti掺杂Ca2Si电子结构及光学性质的研究

采用第一性原理方法计算不同Ti含量Ca_2Si的几何结构、能带结构、电子态密度及光学性质。几何结构和电子结构的计算结果表明,Ti掺杂使Ca_2Si的晶格常数a增大,b、c减小,晶胞体积减小。Ca_(2-x)Ti_xSi的带隙变宽,其中掺杂浓度为4.2%时带隙最大为0.55 eV,费米面进入导带,导电类型为n型。Ti的掺入削弱了Ca的3d态电子贡献,费米能级附近电子态密度仍主要由Ca-3d态电子贡献。光学性质的计算结果表明,Ti掺入后介电函数虚部、吸收系数向低能端偏移,光学跃迁强度减弱,反射率在E=0 eV处增大。     

Cu/Ta/SiO_2/Si多层膜纳米压痕与压痕下微观结构的研究

Cu/Ta/SiO2/Si多层膜结构是目前集成电路制造工艺中的常见结构,其硬度与弹性模量通过纳米压入技术测得。为了表征纳米压痕下的形变微观区域,采用聚焦离子束加工出压痕截面,同时进行扫描电子、扫描离子显微观察,发现样品衬底发生开裂,多层膜结构出现分层现象。TEM分析表明分层出现在Ta/SiO2界面,说明这是该结构的一个薄弱环节。     

CO2激光对集成电路Si片退火的实验研究与理论分析

本题目的研究成果论文分三个部份 一，CO2激光加热Si的动力学过程 本文用热电偶和红外探测器测量了Si片在高功率连续CO2激光辐照下的温度和透射率，实验表明Si片温度随时间的变化是非线性的。     

在SiO_2中掺Al对Au/纳米(SiO_2/Si/SiO_2)/p-Si结构电致发光的影响

利用射频磁控溅射方法 ,制成纳米 Si O2 层厚度一定而纳米 Si层厚度不同的纳米 (Si O2 / Si/ Si O2 ) / p- Si结构和纳米 (Si O2 ∶ Al/ Si/ Si O2 ∶ Al) / p- Si结构 ,用磁控溅射制备纳米 Si O2 ∶ Al时所用的 Si O2 / Al复合靶中的 Al的面积百分比为 1% .上述两种结构中 Si层厚度均为 1— 3nm ,间隔为 0 .2 nm .为了对比研究 ,还制备了 Si层厚度为零的样品 .这两种结构在 90 0℃氮气下退火 30 m in,正面蒸半透明 Au膜 ,背面蒸 Al作欧姆接触后 ,都在正向偏置下观察到电致发光 (EL ) .在一定的正向偏置下 ,EL强度和峰位以及电流都随 Si层厚度的增加而     

Cu/Ta/SiO2/Si多层膜纳米压痕下微观结构的研究

Cu/Ta/SiO2/Si多层膜结构是目前集成电路制造工艺中的常见结构,其硬度与弹性模量通过纳米压入技术测得.为了表征纳米压痕下的形变微观区域,采用聚焦离子束加工出压痕截面,同时进行扫描电子、扫描离子显微观察,发现样品衬底发生开裂,多层膜结构出现分层现象.TEM分析表明分层出现在Ta/SiO2界面,说明这是该结构的一个薄弱环节.     

Mg2Si薄膜在Si(100)衬底上的外延生长研究

采用直流磁控溅射系统,在Si(100)衬底上制备了外延Mg2Si半导体薄膜。通过XRD和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对Mg2Si薄膜的晶体结构和表面形貌进行表征,理论分析了Mg2Si薄膜的消光特性对Mg2Si薄膜外延取向的影响,得到了Mg2Si薄膜的外延取向特性。结果表明,在Si(100)衬底上,外延Mg2Si薄膜具有Mg2Si(220)的择优生长特性。     

磁控溅射制备磁性多层膜中SiO2/Ta界面的研究

磁性多层膜常用磁控溅射的方法制备，并且以金属Ta做为缓冲层。本研究利用这种方法在单晶硅基片上沉积了Ta/NiFe/Ta薄膜。采用X射线光电子能谱（XPS）对该薄膜进行了深度剖析，并且对获得的Ta4f和Si2p的高分辩率XPS谱进行计算机谱图拟合分析。结果表明：磁控溅射这种高能量制膜技术导致了在SiO2/Ta界面处发生了化学反应：15SiO2 37Ta=6Ta2O5 5Ta5Si3，该反应使得界面有“互混层”存在，从而导致诱发NiFe膜（111）织构所需的Ta缓冲层实际厚度的增加。从本研究还可以看出XPS是表征磁性薄膜界面化学状态的一种有利工具。     

基于SiO2溶胶的稳定性的Cu/SiO2催化体系在化学机械抛光中的应用研究

There is a lot ofhydroxyl on the surface ofnano SiO2 sol used as an abrasive in the chemical mechanical planarization （CMP） process, and the chemical reaction activity of the hydroxyl is very strong due to the nano effect. In addition to providing a mechanical polishing effect, SiO2 sol is also directly involved in the chemical reaction. The stability of SiO2 sol was characterized through particle size distribution, zeta potential, viscosity, surface charge and other parameters in order to ensure that the chemical reaction rate in the CMP process, and the surface state of the copper film after CMP was not affected by the SiO2 sol. Polarization curves and corrosion potential of different concentrations of SiO2 sol showed that trace SiO2 sol can effectively weaken the passivation film thickness. In other words, SiO2 sol accelerated the decomposition rate of passive film. It was confirmed that the SiO2 sol as reactant had been involved in the CMP process of copper film as reactant by the effect of trace SiO2 sol on the removal rate of copper film in the CMP process under different conditions. In the CMP process, a small amount of SiO2 sol can drastically alter the chemical reaction rate of the copper film, therefore, the possibility that Cu/SiO2 as a catalytic system catalytically accelerated the chemical reaction in the CMP process was proposed. According to the van＇t Hoff isotherm formula and the characteristics of a catalyst which only changes the chemical reaction rate without changing the total reaction standard Gibbs free energy, factors affecting the Cu/SiO2 catalytic reaction were derived from the decomposition rate of Cu （OH）2 and the pH value of the system, and then it was concluded that the CuSiO3 as intermediates of Cu/SiO2 catalytic reaction accelerated the chemical reaction rate in the CMP process. It was confirmed that the Cu/SiO2 catalytic system generated the intermediate of the catalytic reaction （CuSiO3） in the CMP process through the removal rate of copper film, infrared spectrum and AFM diagrams in different pH conditions. FinalLy it is concluded that the SiO2 sol used in the experiment possesses stable performance; in the CMP process it is directly involved in the chemical reaction by creating the intermediate of the catalytic reaction （CuSiO3） whose yield is proportional to the pH value, which accelerates the removal of copper film.     

在SiO2中掺Al对Au/纳米(SiO2/Si/SiO2)/p-Si 结构电致发光的影响

利用射频磁控溅射方法,制成纳米SiO2层厚度一定而纳米Si层厚度不同的纳米(SiO2/Si/SiO2)/p-Si结构和纳米(SiO2∶Al/Si/SiO2∶Al)/p-Si结构,用磁控溅射制备纳米SiO2∶Al时所用的SiO2/Al复合靶中的Al的面积百分比为1%．上述两种结构中Si层厚度均为1—3nm,间隔为0.2nm．为了对比研究,还制备了Si层厚度为零的样品．这两种结构在900℃氮气下退火30min,正面蒸半透明Au膜,背面蒸Al作欧姆接触后,都在正向偏置下观察到电致发光（EL）．在一定的正向偏置下,EL强度和峰位以及电流都随Si层厚度的增加而同步振荡,位相相同．但掺Al结构的发光强度普遍比不掺Al结构强．另外,这两种结构的EL具体振荡特性有明显不同．对这两种结构的电致发光的物理机制和SiO2中掺Al的作用进行了分析和讨论．     

Zn0.15Nb0.3Ti0.55-x(Co1/3Nb2/3)xO2陶瓷的微波介电性能研究

采用固相烧结法制备Zn0.15Nb0.3Ti0.55-x(Co1/3Nb2/3)xO2(x=0,0.05,0.15,0.25,0.35,0.4,0.45,0.55)陶瓷,研究了(Co1/3 Nb2/3)4+取代Ti4+对陶瓷的物相、微观形貌和微波介电性能的影响.实验结果表明,当(Co1/3 Nb2/3)4+取代量x≤0...