阳极氧化制备硅基氧化铝薄膜MIM电容器

提出了一种在常温下通过简单的恒电流阳极氧化制备Al_2O_3薄膜构建金属-介质-金属(MIM)结构电容器的方法,通过控制阳极氧化时间制备出不同厚度Al_2O_3薄膜,避免了高成本且复杂的制备工艺。首先探究了不同Al_2O_3薄膜厚度对MIM电容器的电容特性的影响,发现厚度为25.1 nm的Al_2O_3薄膜层构成的电容器性能最佳。它的能量密度值最大,为3.55 J/cm~3;其电容密度较大,可达到5.05fF/μm~2;其漏电流性能好,在0.8 V时漏电流密度仅为9.36 nA/cm~2。此外,对该电容器电容变化率与施加电压时间的关系也进行了研究,当施加电压为2 V时,可预测工作十年后的电容变化率仅为1.82%。因此,通过阳极氧化制备介质层构建硅基MIM结构为制备低成本、可集成的储能电容器提供了一种新方案。     

高介电常数Ta/Al_2O_3复合膜的制备及性能研究

首次在溴的丙酮溶液中,以钽为阳极,氧化铝为阴极,通过直流电沉积方法制备了Ta/Al_2O_3复合膜。借助LCR数字电桥、SEM、EDS等测试手段对Ta/Al_2O_3复合膜的介电性能及微观结构进行了分析与表征。研究表明:Ta/Al_2O_3复合氧化膜的表面沉积了质量分数为41.77%的钽。与普通铝阳极(Al_2O_3)氧化膜相比,复合氧化膜的电容提高了50%以上,这主要归因于介电常数较高的钽在复合氧化膜表面的沉积。     

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。     

激光增材制造Ti-48Al-2Nb-2Cr金属间化合物氧化性能

研究了激光增材制造Ti-48Al-2Nb-2Cr金属间化合物在850℃温度时的氧化增重和组织变化,分析了铸态和激光沉积态试样氧化行为的区别,并揭示了其氧化机理。结果表明,当氧化时间相同时,沉积态试样的氧化增重速率明显小于铸态的。经60h氧化后,铸态试样氧化膜和基体完全剥离,而沉积态试样氧化膜与基体局部结合较好。沉积态和铸态试样表面的氧化膜组成不同,前者为TiO_2/Al_2O_3/基体,后者为TiO_2/Al_2O_3/TiO_2+Al_2O_3/基体。     

阳极氧化Al_2O_3膜/InP和自身氧化膜/InP的界面性质

研究了用阳极氧化法制备的Al_2O_3膜/InP和自身氧化膜/InP两种MIS结构的组分分布和电学性质,AES、I-V、C-V和DLTS等测试结果表明,Al_2O_3/InP结构的性能更为优越.用DLTS方法发现这两类样品都具有峰值能量为Ec-Es=0.5eV、俘获截面为～10~(-15)cm~2的连续分布的界面电子陷阱.认为该电子陷阱与磷空位缺陷有关.     

电解液温度对Ta2O5阳极氧化膜结构和性能的影响

磷酸电解液中,采用阳极氧化法在高纯钽箔表面制备Ta₂O₅阳极氧化膜,通过椭圆偏振光谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱和电化学测试等,研究了电解液温度对Ta₂O₅阳极氧化膜结构、化学组成、介电性能和绝缘性能的影响。结果表明,Ta₂O₅阳极氧化膜中结合有少量的电解液阴离子,且结合的阴离子含量和分布深度随电解液温度升高而降低;Ta₂O₅阳极氧化膜介电常数和绝缘强度随电解液温度升高而增大,但过高的温度会促进非晶态Ta₂O₅晶化从而导致氧化膜性能劣化。当电解液温度从25℃升高至85℃时,氧化膜介电常数增大约3.5%,耐击穿电压提高约1%,膜中结合态阴离子的分布深度从氧化膜厚度的约1/2降低至约1/4。基于实验结果,钽在磷酸电解液中的最佳阳极氧化温度是85℃。     

薄膜晶体管矩阵电路中的Al电极

本文介绍Al 电极 TFT 矩阵电路的优越性及其制造工艺——阳极氧化法制造 Al_2O_3膜。     

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)。     

沉积在金属催化剂上碳的考察

本文考察了两种工业用Pt-Sn/Al_2O_3催化剂及实验室制备的Pt/Al_2O_3及Pt-Sn /Al_2O_3;催化剂表面炭的沉积。应用程序升温氧化(TPO)即烧炭的特征曲线来表征催化剂表面上炭沉积的类型;应用H-600型电镜观察确认炭的形貌结构。将两种方法密切的联系在一起,从而获得了一些有意义的结果,为进一步探讨催化剂失活机理提供了有用的信息。     

Ta-Al阳极氧化膜的AES分析

溅射的Ta-Al合金薄膜,在0.5％和1.0％草酸溶液中,进行电化学赋能。用俄歇电予能谱(AES),并结合Ar离予溅射分析所得的氧化膜。斌能所形成的阳极氧化膜为Ta_2O_6和Al_2O_3的均匀无定形混合阳极氧化膜。在赋能期间,有铝的相对损耗,但不发生溶析效应。阳极化常数及介电常数随合金中铝含量的增加而下降。     

Ta-Ta2O5-电解液体系界面导电特性的分析与研究

分析了钽电解电容器阳极氧化膜的形成过程,测试了阳极氧化膜工作的伏安特性。实验表明,阳极氧化膜在电场作用下具有整流效应,O2-跃过氧化膜/电解液界面位垒,在氧化膜中形成定向迁移,同时引发介质膜内二次电子的场助发射是该体系的主要导电机理。电解液中添加适量有机物可使电解液的闪火电压提高40 V以上,这有助于提高液体钽电解电容器的性能,扩大其应用范围。     

铝阳极氧化膜耐电压机制研究

建立了(+)Al/Al2O3/电解液(-)系统耐电压模型。在该模型中,耐电压测试时施加于样品系统上的恒稳测试电流被分离成了介质层充电电流及缺陷漏电流两部分。使用该模型对恒稳电流下铝阳极氧化膜耐电压随时间的变化进行了模拟,模拟结果与实测值几乎完全重合,并准确预测出了铝阳极氧化膜升压时间及180s时的耐压值。另外,对铝阳极氧化膜耐电压曲线进行了初步解释。     

用TSC法研究Ta_2O_5膜的载流子及其导电特性

<正> 前言 钽的Ta_2O_5膜,漏电流小、绝缘强度好、介电系数大(21～25)、化学与热稳定性好;而且阳极氧化膜的厚度可由阳极化电压来控制,其电容量容易调节,所以很早以     

铂锡—氧化铝模型催化剂烧结的电镜研究

本工作是利用H—600型电镜研究Pt-Sn/Al_2O_3体系催化剂在热处理过程中晶粒烧结的变化规律,发现三种催化剂的晶粒在热处理前虽然相近,但经热理后却有很大差别;另外,若将烧结的样品再在空气中加热,则晶粒又减小,这为催化剂的研究提供有用的信息。一、实验及其结果: 样品是用Ar离子溅射法制备,即将Pt溅射在Al_2O_3上得到(1)Pt/Al_2O_3,将Pt和Sn分别溅射得(2)Pt-Sn/Al_2O_3(分溅),而将Pt与Sn共溅得(3)Pt-Sn/Al_2O_3(共溅)。测定其晶粒大小和电镜衍射花样,经计算求出     

钛酸钡膜的制备、结构及结合强度

采用微弧氧化在钛合金表面制备BaTiO3膜。讨论电解液组分、反应时间及电压对BaTiO3膜形态和相组成的影响,并评价BaTiO3膜的结合强度。结果表明,BaTiO3的生成量随电解液浓度和氧化时间的增大而增加;其表面形貌也受电解液浓度、电压和氧化时间的影响;电压降低,膜层的结合强度有增大的趋势。电压为80 V时,结合强度可达36.4 MPa,优于一般等离子喷涂技术获得的膜层结合强度。     

GaAs阳极氧化及其在外延材料测试中的应用

<正>GaAs阳极氧化技术已日益广泛地应用于半导体工艺.这种氧化技术的关键是选择适当的电解质.选择电解质时要考虑如下要求:在相同的氧化条件下,电解质必须具有相同的化学和电学特性;氧化膜在空气中存放必须不改变其化学稳定性;在阳极氧化中,氧化膜的生长速度远大于溶解速度.实验证实,对于GaAs阳极氧化,选用3%的酒石酸溶液和乙二醇(其体积比为1:2,pH值为3)能满足上述要求.GaAs阳极氧化的本质是将GaAs片作为阳极,铂片作为阴极,一起浸入电解质中,氧化时,Ga和As生成带正电荷的离子,在外电场的作用下朝着氧化膜-电解质交界面的方向运动,并且在阳极与氧生成无定形的Ga_2O_3和As_2O_3混合物.     

TiO_2纳米管阳极氧化法制备技术研究

采用阳极氧化法制备了不同形貌的TiO_2纳米管阵列,研究了电解液浓度、阳极氧化时间和阳极氧化电压对TiO_2纳米管形貌和尺寸的影响,并分析了TiO_2纳米管的生长机理以及退火温度对TiO_2纳米管晶型转变的影响。结果表明,阳极氧化电压主要影响TiO_2纳米管的尺寸和形貌,电解液浓度和阳极氧化时间影响TiO_2纳米管的长度;随退火温度升高,TiO_2纳米管从非晶态向晶态转变,晶型由锐钛矿向金红石转变。     

纳米有序多孔阳极氧化铝形成过程中的对流作用

二次阳极氧化法制备纳米多孔氧化铝由于其应用范围广、制备工艺简单、制备成本低廉等因素被广泛采用,但对制备过程中纳米有序多孔结构的形成机理研究存在较多分歧。根据电解液在电场和温差作用下内部出现的有序环流,结合二次阳极氧化法制备多孔氧化铝的实验过程和样品的形貌表征,对有序多孔结构的形成机理进行了研究。结果表明:在阳极氧化铝形成初期,致密氧化铝膜表面导电离子浓度在外电场作用下发生变化,电解液中形成有序分布的粒子环流,是该阶段影响一次阳极氧化铝膜有序结构形成的主要因素;阳极氧化后期,电解液作为远离平衡态的开放系统,在达到临界温度时进入有序的耗散结构状态,即电解液中出现了自组织的热对流,是二次阳极氧化能够形成大孔径、高度有序多孔结构的主导因素。     

阳极氧化工艺参数和缓冲液对TiO2纳米管阵列形貌的影响

摘要：采用恒压阳极氧化法,在氢氟酸/ 醋酸水溶液中,以钛片为阳极制备了垂直的TiO2纳米管阵列。通过电解液浓度、电压、氧化时间和缓冲液等阳极氧化参数的选择,调节了纳米管的长度和形貌等特征。     

GaAs衬底上低温热分解生长扩散掩膜

一、引言GaAs器件和Si器件一样,也常常需要一种钝化膜来提高器件的可靠性,或是作为杂质选择扩散的掩膜。目前GaAs器件常用的介质膜有Si_3N_4膜、SiO_2膜、Al_2O_3膜和GaAs自身氧化膜(阳极氧化、等离子氧化等) 用正硅酸乙酯热分解生成SiO_2膜和PSG膜是硅平面工艺中常用的方法,这种方法工艺简单、安全、容易控制。但在GaAs衬底上如用Si器件的热分解工艺,当分解温度为700℃—800℃时,会使GaAs表面离解,造成缺陷,影响器件的电参数。为了防止GaAs衬底的分解,我们在尽可能低的温度下,预先在GaAs衬底上淀积一层薄膜,此膜可以