Pt／Si外延膜界面处Si基体中应力场的LACBED研究

我们利用大角度会聚束电子衍射(简称LACBED)的方法对Pt/Si外延膜界面处Si基体中的应力场进行了研究。Pt/Si外延膜试样是用蒸镀的方法在基体Si片上沿(111)面外延生成金属Pt而成。X-射线分析结果表明Pt沿Si(111)面外延生长很好。图1是Pt/Si界面的明场象。左面为衬底Si,右边为外延生长Pt层。图2是电子束照射在界面附近不同地方的LACBED花样。图中界面在LACBED花样中所处的位置可以清晰地看出。图2(a)可以看出,当界面远离     

界面残余应变场的会聚束电子衍射测定

用两种会聚束电子衍射(CBED)技术研究了复合材料界面残余应变场.常规正焦CBED方法中,用优化算法使计算的高阶Laue带(HOLZ)线图与实验图达到最佳拟合,进而确定残余应变.给出了一种减少优化计算中可调参数数目的方法.残余应变与表面弛豫引起的界面附近点阵平面面间距的变化、点阵平面的旋转与弯曲使得离焦的大角度会聚束电子衍射(LACBED)图中的衍射线移位、分裂与弯曲.表面弛豫引起的点阵平面的旋转也决定于本征应变.通过使动力学理论计算的LACBED图与实验图达最佳拟合,可以确定本征应变.用该方法研究了颗粒增强复合材料Al2O3/Al与晶须增强复合材料 (K2O@6TiO2) w/Al的界面残余应变场.     

应变硅PMOSFET中应变的LACBED研究

本文报道了应变硅p型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOSFET)沟道中的局部应变的大角度会聚束电子衍射表征.由于源和漏极区预非晶化锗离子注入工艺在源漏区引入了大量的缺陷,导致在截面电镜样品中存在切应变.利用大角度会聚束电子衍射(LACBED)测量了沟道区的压应变和切应变,并讨论了沟道区产生巨大压应变(2%以上)的原因.     

AlAs／GaAs,AlAs／Si／GaAs异质结果界结构的电镜研究

原子层掺杂(Atomic Layer Doping)可以在二极管结构中产生一种内部势垒,从而控制半导体的某些电学性能。本工作就是在GaAs衬底上MBE生长AlAs和Si。在测试过程中,我们采用大角度会聚束电子衍射(简称LACBED)和高分辨像(HREM)研究AlAs/GaAs,AlAs/Si/GaAs的界面结构及失配能力。     

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。     

定量会聚束电子衍射:Ⅰ.研究动态

本文介绍了一种在材料研究和半导体器件分析等领域中常用的结构分析技术--定量会聚束电子衍射术.主要介绍会聚束电子衍射方法的简史及近况、定量会聚束电子衍射的特点和发展方向.同时,简述了定量会聚束电子衍射技术在材料科学研究中的应用和实验的基本过程.     

微米硅-石墨-碳负极的制备及在锂离子电池中的应用

硅作为锂离子电池负极的理论比容量是商用碳材料的10倍以上,但是其在循环过程中的巨大体积变化会导致电池负极粉化,形成不稳定的固体电解质界面(SEI)膜,从而阻碍硅负极材料的实际应用.以价格低廉的微米硅作为原材料,石墨和聚丙烯腈作为碳源,采用球磨、液相包覆和热解的方法,制备了微米硅-石墨-碳(Si-G-C)复合材料.所制备...     

VLP／CVD低温硅外延

研究了VLP／CVD低温硅外延生长技术,利用自制的VLP／CVD设备,在低温条件下,成功地研制出晶格结构完好的硅同质结外延材料。扩展电阻、X射线衍射谱和电化学分布研究表明,在低温下（T＜800℃）应用VLP／CVD技术,可以生长结构完好的硅外延材料,且材料生长界面的杂质浓度分布更陡峭。     

SiCf/Ti-6Al-4V基复合材料界面晶格常数变化的CBED研究

本实验采用会聚束电子衍射(CBED)方法,研究3种不同状态SiCf/Ti-6Al-4V复合材料界面附近α-Ti晶粒的晶格常数变化.结果表明:在纤维-基体界面区域,靠近界面处晶格常数变化较大,随距界面反应层距离增大,晶格常数的变化趋近缓慢.有C涂层SiC纤维制成的复合材料中晶格常数变化比无C涂层复合材料晶格常数变化小.相比制备态复合材料,热暴露无C涂层SiCf/Ti-6Al-4V复合材料界面处,晶格常数变化较为缓和.     

有Si覆盖的部分氧化多孔硅的光致发光

在488nm的Ar+激光激发下,Si覆盖的部分氧化多孔硅(POPS)的光致发光谱(PL)在1.78eV处展示了一个稳定的PL峰,它的强度达到刚制备多孔硅的发光强度.使用X射线衍射、Raman散射、傅里叶变换红外吸收和电子自旋共振等对其发光机理进行了系统的研究.结果表明,这个增强的PL峰不是起源于量子限制硅晶粒中的带带复合,也不是起源于样品表面局域态或硅晶粒与氧化物之间的界面态的辐射复合.通过与Ge覆盖的部分氧化多孔硅的相关结果比较,我们认为这个稳定增强的PL峰起源于氧相关缺陷中心的光学跃迁.     

应变硅MOSFET沟道应变的有限元研究

本文报道了利用有限元计算和动力学大角度会聚束电子衍射模拟的方法研究了应变硅场效应晶体管沟道中的应变分布.沟道压应变是利用预非晶化源漏区锗离子注入应变诱导工艺技术引入的.有限元计算结果显示,器件的源漏区很低的锗注入剂量在沟道区的顶层造成了很大的压应变,而且在沟道和硅衬底中间形成一个应变过渡层.大角度会聚束电子衍射的动力学模拟结果与有限元计算结果符合很好.     

厚表层Si柔性绝缘衬底上SiC薄膜的外延生长

利用LPCVD方法,在厚表层Si(SOL≈0.5μm)柔性绝缘衬底(SOI)(001)上外延生长出了可与硅衬底上外延晶体质量相比拟的SiC/SOI,表明SOI是一种很有潜力的柔性衬底. Raman 光谱结果表明SiC/SOI外延层比SiC/Si外延层有更大的残存应力,对此从理论上进行了解释.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和喇曼散射光谱(RAM)技术研究了外延材料的晶体结构、界面性质和应变情况.     

NiSi/Si界面的剖面透射电镜研究

采用不同硅化工艺制备了NiSi薄膜并用剖面透射电镜(XTEM)对样品的NiSi/Si界面进行了研究.在未掺杂和掺杂(包括As和B)的硅衬底上通过物理溅射淀积Ni薄膜,经快速热处理过程(RTP)完成硅化反应.X射线衍射和喇曼散射谱分析表明在各种样品中都形成了NiSi.还研究了硅衬底掺杂和退火过程对NiSi/Si界面的影响.研究表明:使用一步RTP形成NiSi的硅化工艺,在未掺杂和掺As的硅衬底上,NiSi/Si界面较粗糙;而使用两步RTP形成NiSi所对应的NiSi/Si界面要比一步RTP的平坦得多.高分辨率XTEM分析表明,在所有样品中都形成了沿衬底硅〈111〉方向的轴延-NiSi薄膜中的一些特定晶面与衬底硅中的(111)面对准生长.同时讨论了轴延中的晶面失配问题.     

应用400℃低温Si技术制备应变Si沟道pMOSFET

在利用分子束外延方法制备SiGe pMOSFET中引入了低温Si技术.通过在Si缓冲层和SiGe层之间加入低温Si层,提高了SiGe层的弛豫度.当Ge主分为20%时,利用低温Si技术生长的弛豫Si1-xGex层的厚度由UHVCVD制备所需的数微米降至400nm以内,AFM测试表明其表面均方粗糙度(RMS)小于1.02nm.器件测试表明,与相同制备过程的体硅pMOSFET相比,空穴迁移率最大提高了25%.     

厚表层Si柔性绝缘衬底上SiC薄膜的外延生长

利用LPCVD方法,在厚表层Si(SOL≈0.5μm)柔性绝缘衬底(SOI)(001)上外延生长出了可与硅衬底上外延晶体质量相比拟的SiC/SOI,表明SOI是一种很有潜力的柔性衬底.Raman光谱结果表明SiC/SOI外延层比SiC/Si外延层有更大的残存应力,对此从理论上进行了解释.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和喇曼散射光谱(RAM)技术研究了外延材料的晶体结构、界面性质和应变情况     

多孔硅微腔微结构的AFM和SEM研究

多孔硅微腔是采用交替变化脉冲腐蚀电流密度的方法制成的多孔度周期性变化的多孔硅结构.用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对多孔硅微腔的侧向解理的截面进行了观测,得到了不同多孔层及其界面处的图像.微腔截面的扫描电镜图像清楚地显现出第Ⅱ型多孔硅微腔的"三明治”结构,即中心发光层被夹在两个Bragg反射镜之间.这些结果表明结合分子束外延技术和电化学腐蚀方法可以很容易得到多孔硅微腔.     

Si基Er2O3薄膜初始生长的原位RHEED和AES研究

采用分子束外延(MBE)法在Si(001)衬底上生长Er2O3高k薄膜材料。X射线衍射结果表明,用这一方法得到的硅基Er2O3薄膜是(440)取向的单晶,电学测试预示在Si和Er2O3薄膜的界面有一层很薄的界面层。为了研究Si/Er2O3异质结的界面,通过原位反射式高能电子衍射(RHEED)和俄歇能谱(AES)的方法对Er2O3薄膜在Si衬底上的初始生长情况进行研究。发现在清洁的Si衬底和有SiO2的Si衬底上生长Er2O3薄膜,原位RHEED图谱和AES都有不同的结果,预示着这两种不同的衬底上生长Er2O3薄膜的初始阶段有不同的化学反应。这一现象可能阐释了界面的演变和控制机理。     

Al-7Si合金在热处理过程中的显微结构演变

本文利用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究了固溶处理和时效处理过程中铝硅二元合金中硅颗粒、析出相及硅颗粒与铝基体界面处的微观结构变化特征。研究结果表明:随着固溶时间的延长,硅颗粒的形态由树枝状逐渐变成椭球状和球状;时效过程中,溶入α-Al基体中的硅原子会在铝基体中聚集,形核并形成沿铝基体{111}面生长的硅析出相,同时还会在硅颗粒上析出一层硅的纳米孪晶,这些纳米孪晶会随着时效时间的延长不断长大。硅的孪晶壳层中存在大量孪晶和其他缺陷,除了常见的SiΣ3(111)孪晶外,观察到的孪晶类型还包括多重孪晶,如五重孪晶。     

应用400℃低温Si技术制备应变Si沟道pMOSFET

在利用分子束外延方法制备Si Ge p MOSFET中引入了低温Si技术.通过在Si缓冲层和Si Ge层之间加入低温Si层,提高了Si Ge层的弛豫度.当Ge主分为2 0 %时,利用低温Si技术生长的弛豫Si1 - x Gex 层的厚度由UHVCVD制备所需的数微米降至4 0 0 nm以内,AFM测试表明其表面均方粗糙度(RMS)小于1.0 2 nm.器件测试表明,与相同制备过程的体硅p MOSFET相比,空穴迁移率最大提高了2 5 % .     

Study of NiSi/Si Interface by Cross-Section Transmission Electron Microscopy

采用不同硅化工艺制备了NiSi薄膜并用剖面透射电镜(XTEM)对样品的NiSi/Si界面进行了研究.在未掺杂和掺杂(包括As和B)的硅衬底上通过物理溅射淀积Ni薄膜,经快速热处理过程(RTP)完成硅化反应.X射线衍射和喇曼散射谱分析表明在各种样品中都形成了NiSi.还研究了硅衬底掺杂和退火过程对NiSi/Si界面的影响.研究表明:使用一步RTP形成NiSi的硅化工艺,在未掺杂和掺As的硅衬底上,NiSi/Si界面较粗糙;而使用两步RTP形成NiSi所对应的NiSi/Si界面要比一步RTP的平坦得多.高分辨率XTEM分析表明,在所有样品中都形成了沿衬底硅〈111〉方向的轴延-NiSi薄膜中的一些特定晶面与衬底硅中的(111)面对准生长.同时讨论了轴延中的晶面失配问题.