Si-SiO_2-Al_2O_3结构的电子束辐照效应

<正> 本文介绍了Si-SiO_2-Al_2O_3系统的电子束辐照及实验结果,定性地讨论了辐照能量、剂量及剂量率的影响.根据辐射效应,我们认为Al_2O_3-SiO_2及Al_2O_3-Si结构中Al_2O_3膜内靠近界面处存在有受主型界面态,表现出负电荷性质,辐射的电离效应进一步增强了界面的负电荷效应.同时实验结果还表明电子轰击引起了硅中杂质在界面附近的再分布.     

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。     

CVD法淀积Al_2O_3膜及其与InP、Si的界面性质

本文介绍了用CVD方法分别在Si和InP上淀积了Al_2O_3膜.并用椭偏仪、高频C-V,准静态C-V、DLTS对Al_2O_3膜的性质及其与Si和InP的界面性质进行了测试分析.     

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。     

ZrO2／Al2O3复合材料相变及界面

一、引言 ZrO_2/Al_2O_3复合材料,因具有优良的力学和热力学性能,近年来受到普遍重视。在该复合材料中ZrO_2以二种方式存在,一是ZrO_2存在于Al_2O_3晶粒间,另一是ZrO_2呈球状形式嵌在Al_2O_3晶粒内。对处于Al_2O_3晶粒内ZrO_2曾研究了其在基体产生的应力分布和用高分辨电镜作了界面观察。虽然对于以Y_2O_3稳定的四方相ZrO_2(Y-TZP)已经明确指出ZrO_2中存在成核相变过程,但对于ZrO_2/Al_2O_3复合材料而言,其中晶粒内ZrO_2虽大多以四方相形式存在,并对周围基体产生应力,而对于晶粒内四方相ZrO_2在应力作用下成核和相变过程及晶粒内ZrO_2与基体Al_2O_3之间界面反应情况尚未见明确报导。本文对15～75vol％ZrO_2/Al_2O_3复合材料经1500℃-1650℃不同温度下热压而成材料中ZrO_2成核相变及其界面进行了研究。二、实验与材料制备     

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)。     

生长半透明晶体中的温度分布——(Ⅱ)理论与实验的比较

将计算的固-液界面和熔体之间的温度差与Al_2O_3和YAG晶体的广角散射(胞状密度)作了比较.采用自熔体和晶体上部较高的能量损耗,生长出了着色的无胞状组织的晶体.在相反的条件下成功的生长出无色晶体.结果与计算出来的正比于界面上实际温度梯度的温度差是一致的.     

NH3等离子体钝化对Al2O3/SiGe界面的影响

研究了不同条件的非原位NH_3等离子体钝化对Al_2O_3/SiGe/Si结构界面组分的影响。在p型Si(100)衬底上外延一层30 nm厚的应变Si_0.7Ge_0.3,采用双层Al_2O_3结构,第一层1 nm厚的Al_2O_3薄膜为保护层,之后使用非原位NH_3等离子体分别在300和400℃下对Al_2O_3/SiGe界面进行不同时间和功率的钝化处理,形成硅氮化物(SiN_xO_y)和锗氮化物(GeN_xO_y)的界面层。通过X射线光电子能谱(XPS)分析表面的物质成分,结果表明NH_3等离子体钝化在界面处存在选择性氮化,更倾向于与Si结合从而抑制Ge形成高价态,这种选择性会随着时间的增加、功率的增高和温度的升高变得更加明显。     

透明氧化铝与铌金属用CaO-Al_2O_3-MgO-B_2O_3系结晶焊料封接

透明氧化铝与铌金属的封接是用氧化物焊料实现的,用光学显微镜和电子探针显微分析仪研究了两种材料之间的界面。用于该试验的氧化物焊料是一种结晶质焊料,是由CaO,Al_2O_3,MgO和B_2O_3的结晶所组成,并且不含有碱金属的氧化物。试验结果如下: (1)真空密封封接是用这种技术实现的; (2)由于封接过程而转变成玻璃-陶瓷结构的焊料包含有3CaO·Al_2O_3,CaO·Al_2O_3和MgO·Al_2O_3的主晶相;     

稀土金属化合物阴极

本文给出了下列稀土金属化合物的发射性能,介绍了它们的制备、涂敷及试验的方法:(1)单稀土金属氧化物(Y_2O_3,Dy_2O-3,Nd_2O_3,Gd_2O_3,Tb_2O_3,Pr_2O_3及Sm_2O_3);(2)混合稀土金属氧化物(Y_2O_3-Nd_2O_3,Y_2O_3-La_2O_3);(3)稀土金属硼化物(LaB_6及YB_6);(4)稀土金属难熔盐(La_2O_3-Fe_2O_3,La_2O_3-Co_2O_3,La_2O_3-WO_3,La_2O_3-Al_2O_3,Y_2O_3-Fe_2O_3,Y_2O_3-Co_2O_3,Y_2O_3-WO_3,Y_2O_3-Al_2O_3及Y_2O_3-Gd_2O_3-ZrO_2);(5)La_2S_3;及(6)LaN。 本文还讨论了发射结果,并指出稀土金属化合物材料的应用前途及新材料的探索途径。     

掩膜层生长导致n-GaAs表面化学组分的变化对微波器件性能的影响

利用AES和ESCA能谱仪和离子剥离相结合的方法,研究了不同温度下在n型GaAs上淀积SiO_2掩膜层的n-GaAs(100)表面化学组分的变化对形成肖特基结和欧姆接触的影响.在这基础上提出,通常淀积SiO_2过程是以淀积SiO_2为主,并伴随着GaAs本体氧化和As-O 键中的As挥发和氧转移到Ga上来形成附加的Ga_2O_3的两个物理过程所组成.解释了400℃淀积SiO_2掩膜层的3mm混频器各项性能优于700℃淀积SiO_2掩膜层的4mm混频器,而后者性能不够理想的原因是由于金属/n-GaAs界面处仍有β-Ga_2O_3而引起较多的界面缺陷所致.在An-Ge-Ni/GaAs界面处很薄的 β-Ga_2O_3对 An-Ce-Ni欧姆接触性能影响不大.但长期存放后在Au-Ge-Ni表面上形成的Ga_2O_3对欧姆接触就有影响.     

Y_2O_3改善HfO_2高k栅介质Ge MOS电容的电特性及可靠性

以Y_2O_3薄膜作为夹层,采用磁控溅射法制备了HfO_2/Y_2O_3叠层高k栅介质Ge MOS电容,并对其电特性及高场应力特性进行了仔细研究。结果表明,Y_2O_3夹层能显著地改善Ge MOS器件的界面质量、k值、栅极漏电流特性、频率色散特性和器件可靠性。因此,HfO_2/Y_2O_3/Ge MOS电容表现出较低的界面态密度(6.4×1011 eV~(-1)cm~(-2))、较高的k值(21.6)、较小的栅极漏电流密度(Vg=1V+Vfb时,Jg=1.65×10~(-6) A·cm~(-2))、极小的频率色散以及良好的器件可靠性。其机理在于Y_2O_3夹层能充当阻挡层角色,有效地阻挡了Hf、O与Ge的相互扩散,从而抑制了不稳定低k GeO_x夹层的生长。     

无用灯光的退激发作用及其对激光器贮能的影响

本文针对氙灯泵浦的Ti:Al_3O_3,Cr:BeAl_2O_4和Nd:YAG激光器定量地计算了退激发的几率。结果指出,对Cr:BeAl_2O_4,退激发作用的影响可以忽略不计。而对于Nd:YAG和Ti:Al_2O_3,退激发作用能使激发态粒子数分别减少18％和30％。     

氧化膜/InGaAsP界面物理性质的研究

本文用φ550 AES和 ESCA能谱仪与离子溅射相结合方法,研究阳极和SiO_2氧化膜与n型<100>晶向InGaAsP界面区的组分和各种氧化物的剖面分布.测量了氧化膜的参数.实验结果表明:采用合适的化学腐蚀和阳极氧化条件,可获得绝缘性较好及界面晶体缺陷和界面态密度较少的氧化膜.但在未经化学腐蚀的样品中组分及各种氧化物的深度分布是不均匀的,井可分为四个层.还给出不同层中 GaLMM,As3d,In3d和 P2p的结合能值,其中Ⅲ 族元素的母体效应比较显著.同样也可得到InGaAsP上SiO_2氧化膜的绝大部分区域是纯SiO_2,而化学腐蚀只能减少过渡区宽度和增大界面陡度,但在过渡区内仍存在Ga_2O_3,In_2O_3 和P_2O_3.     

拉曼差分法探测大气中的臭氧

介绍了拉曼差分法测量对流层底部污染物O_3的基本原理。计算和研究了N_2,O_2的拉曼光谱强度分布特征,利用O_3对N_2,O_2紫外波段拉曼散射光的不同吸收特性,推导出O_3浓度反演公式;设计了拉曼差分激光雷达(Raman-DIAL)系统,该系统采用双通道分别接收N_2和O_2对紫外266 nm激光的拉曼散射光,通过拉曼差分法反演大气中O_3浓度。分析了激光雷达系统噪声的来源,对双通道滤光片提出了相应的要求;分析了大气中污染物SO_2,NO_2在紫外波段的吸收特性对拉曼差分法测量O_3的影响及造成的相对误差;利用差分激光雷达AML-2测得的O_3数据模拟了拉曼差分激光雷达系统N_2与O_2的拉曼信号,从而证实了该方法探测对流层底部大气臭氧含量垂直分布的可行性。     

基于喷墨打印的In2 O3/IGZO TFT的电学性能

利用喷墨打印技术制备了非晶铟镓锌氧化物(IGZO)薄膜、铟氧化物(In_2O_3)薄膜和性能明显改善的双层In_2O_3/IGZO异质结沟道薄膜,研究了薄膜的物理与电学特性。结果表明,喷墨打印制备的金属氧化物薄膜具有较高的光学透过率与较低的表面粗糙度;嵌入的In_2O_3层薄膜能减小IGZO与In_2O_3间的界面缺陷,明显提高In_2O_3/IGZO薄膜晶体管(TFT)的性能及其偏压稳定性。随着IGZO中In含量的增加,载流子浓度升高,器件的迁移率增大,但In_2O_3与IGZO间能级势垒会逐渐降低,最后导致难以控制关态电流和阈值电压,因此,适当调整In的比例有利于获得较高器件性能的In_2O_3/IGZO异质结沟道TFT。     

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.     

Ga_(0.47)In_(0.53)As/SiO_2与Ga_(0.47)In_(0.53)As/Al_2O_3的界面性质

本文研究了GaInAs/SiO_2与GaInAs/Al_2O_3的界面性质.采用PECVD技术以TEOS为源以及采用MOCVD技术以Al(OC_3H_1)_3为源在n~+-InP衬底的n-Ga_(0.47) In_(0.33)As外延层上淀积了/SiO_2和Al_2O_3,制备成MIS结构.结果表明这些MIS结构具有良好的C-V特性,SiO_2/GaInAs界面在密度最低达 2.4×10~(11)cm~2·eV~(?),氧化物陷阱电荷密度达10~(?)～10~(10)cm~2,观察到GaInAs/SiO,结构中的深能级位置为E_c-E_T=0.39eV.GaInAs/Al_2O_3结构中的深能级位置为E_c=E_T=0.41eV.     

SnO_2/Fe_2O_3多层薄膜界面过渡层的性质及其形成机制研究

用等离子体化学气相淀积法制备SnO_2/Fe_2O_3多层膜的界面处存在着一个厚度约为数百埃的O-Sn-Fe过渡层,而通常化学气相沉积法所制备的SnO_2/Fe_2O_3多层薄膜不存在与其相似的过渡层。不同SnO_2含量的烧结型SnO_2-Fe_2O_3复合材料的电导及气敏测量分析结果支持过渡层具有低电导、低灵敏特性的假设。AES,XPS及气敏特性的研究表明,退火过程不是形成过渡层的主要原因。过渡层的形成源与沉积过程中的等离子体的作用。     

GaAs、InP阳极氧化薄膜的光电子能谱、俄歇电子能谱分析

使用一种新的不含水的阳极氧化液生长出厚度均匀、重复性好的～10~2A GaAs、InP阳极氧化膜.XPS和 AES分析表明:GaAs 氧化膜表面和膜内组分均匀,Ga_2O_3/As_2O_3=1; InP一氧化物界面过渡区较窄,未见到富p现象.