碳纳米尖端形成的理论分析

用CH4,H2和NH3为反应气体,利用等离子体增强热丝化学气相沉积在沉积有碳膜的Si衬底上制备了碳纳米尖端.用原子力显微镜和微区Raman光谱仪对碳膜进行了表征,结果表明,碳膜是粗糙不平的非晶碳膜.用扫描电子显微镜研究了不同条件下生长的碳纳米尖端,结果表明,碳纳米尖端的形成与离子的轰击有关.根据实验结果,利用离子沉积和溅射等有关的理论建立了碳纳米尖端形成的三维理论模型,并利用该模型对实验结果进行了解释,它将对控制碳纳米尖端的生长和应用研究有很大的意义.     

GaAs/AlGaAs多层膜刻蚀的陡直度

GaAs/AlGaAs多层膜的陡直度较大程度地关系到其实际应用效果,但在实际加工中较难控制,因此有必要研究刻蚀过程中一些主要因素对其陡直度的影响。结合具体工作情况,用AZ1500光刻胶作为掩模,GaAs/Al0.15Ga0.85As多层膜为刻蚀材料,分别使用湿法和干法对其进行刻蚀。湿法刻蚀的刻蚀剂为H3PO4+H2O2溶液,干法刻蚀采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀法,等离子体由Cl2+BCl3(蒸汽)混合气体电离形成。通过控制变量方法,发现湿法刻蚀中刻蚀剂配比和温度以及干法刻蚀中BCl3(蒸汽)流量对刻蚀陡直度的影响规律。由此得出,提高H3PO4所占比例和降低刻蚀温度虽然会降低刻蚀速率,但可以提高多层膜的陡直度;ICP刻蚀的陡直度优于湿法刻蚀,BCl3(蒸汽)的流量在一定范围内对刻蚀陡直度的影响较小。     

GaN衬底上纳米点阵列的制备及其应用研究

研究了纳米掩膜在材料外延生长及器件制备中的应用.通过电化学腐蚀和电子束蒸发方法在GaN表面生成Ni和SiO<,2>纳米点阵列,经过等离子体刻蚀在Ni/GaN模板上形成GaN纳米锥形结构;利用氢化物气相外延(HVPE)方法,在SiO<,2>/GaN模板上制备厚膜GaN材料.X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)谱测试表明...     

纳米絮状碳膜的制备及场发射特性

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)技术,以CH4和H2为源气体,硅片为衬底制备了碳膜。利用拉曼光谱仪和扫描电子显微镜成功研究了基板偏压、沉积时间、CH4浓度等工艺参数的改变对碳膜絮状结构的影响。通过分析碳膜结构和形貌,得出纳米絮状碳膜的最佳工艺参数。通过电流密度-电场(J-E)曲线和Fowler-Nordheim(F-N)曲线,研究了CH4浓度对纳米絮状碳膜的场发射特性的影响。随着CH4浓度的增加,碳膜的阈值电场逐渐降低,发射电流密度逐渐增加。     

光谱学在等离子体刻蚀研究中的应用

研究了摄谱系统在CF_3H等离子体工艺研究中的应用。SiO_2的CF_3H等离子体刻蚀速率与等离子体中被测组分的谱线发射强度有关。用CF_3H等离子体刻蚀SiO_2时,HF是一个理想的组分。这种摄谱系统具有控制等离子体刻蚀和沉积两种工艺的潜力,最终能使这些工艺自功化。     

新型氨气等离子体有机材料刻蚀工艺研究

本文系统研究了氨气等离子体进行有机材料(BARC)的刻蚀,研究了工艺参数:压力,静电吸盘温度对刻蚀的影响。使用氨气可以得到高的刻蚀速率,通过刻蚀参数的控制,可以在保持光刻胶顶部形貌的条件下得到直的侧壁形貌。发射光谱的研究显示,NH3等离子体中的活性组分为H*和NH*.H*是刻蚀的主要活性物种,NH自由基会产生CN聚合物保护刻蚀目标的侧壁。     

基于Cl2基气体的InP/InGaAs干法刻蚀研究

对于用Cl2/Ar和Cl2/CH4/H2感应耦合等离子体(ICP)刻蚀InP/InGaAs多层膜进行了研究.发现用Cl2/Ar刻蚀InP/InGaAS时InP侧壁内切,在InP和lnGaAs界面存在侧壁不连续问题.而用Cl2/CH4/H2刻蚀时,两层侧壁是平整连续的,且刻蚀区表面的粗糙度也比较小.分析了两种气体组合的刻蚀机理,对上述实验现象给出了解释.     

沉积温度对碳膜结构及其场发射特性的影响

利用微波等离子体化学气相沉积法在覆盖金属钛层的陶瓷衬底上,利用改变衬底温度方法沉积不同结构的碳膜。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱对碳膜进行了分析测试,并研究了不同衬底温度下沉积的碳膜的场致电子发射特性。对于在衬底温度800℃时制备的碳膜,在电场3.3 V/μm时,最大场发射电流密度达1 mA/cm2。     

InSb的电感耦合等离子体刻蚀技术研究

随着InSb红外焦平面探测器的发展,焦平面阵列规模越来越大,像元面积越来越小.湿法刻蚀因其各向同性的特点,导致像元钻蚀严重,越来越难满足大规格InSb焦平面器件的要求.研究了以Ar/CH4/H2作为刻蚀气体,利用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀大规格InSb晶片的初步研究结果,研究不同RF功率、腔体压力和Ar的含量对刻蚀速率、表面形貌的影响及InSb表面残留聚合物的去除方法.     

H2-O2混合气氛刻蚀制备金刚石纳米晶薄膜

提供了在镜面抛光Si衬底上沉积平滑的纳米金刚石（NCD）薄膜的方法。采用微波等离子体化学气相沉积（CVD）系统，利用H2、CH4和O2为前驱气体，在镜面抛光的Si基片上制备了直径为5cm的NCD薄膜，用扫描电镜（SME）和共焦显微拉曼光谱分析其表面形貌和结构特点。分析表明，利用这种方法可以制备出高sp^3含量的NCD薄膜。通过与沉积时间加长而沉积条件相同情况下合成的金刚石微晶薄膜形貌相对比，分析了H2-O2混合气氛刻蚀制备NCD薄膜的机理。分析表明，基底的平滑度对O2的刻蚀作用起到重要的影响；在平滑的基底上，含量较少的O2的刻蚀作用也很明显；随着基底的平滑度下降，混合气氛中O2的刻蚀作用逐渐减弱。     

TaN wet etch for application in dual-metal-gate integration technology

Wet-etch etchants and the TaN film method for dual-metal-gate integration are investigated. Both HF/HN O_3/H_2O and NH_4OH/H_2O_2 solutions can etch TaN effectively, but poor selectivity to the gate dielectric for the HF/HNO_3/H_2O solution due to HF being included in HF/HNO_3/H_2O, and the fact that TaN is difficult to etch in the NH_4OH/H_2O_2 solution at the first stage due to the thin TaO_xN_y layer on the TaN surface, mean that they are difficult to individually apply to dual-metal-gate integration. A two-step wet etching strategy using the HF/HNO_3/H_2O solution first and the NH_4OH/H_2O_2 solution later can fully remove thin TaN film with a photo-resist mask and has high selectivity to the HfSiON dielectric film underneath. High-k dielectric film surfaces are smooth after wet etching of the TaN metal gate and MOSCAPs show well-behaved C-V and J_g-V_g characteristics, which all prove that the wet etching of TaN has little impact on electrical performance and can be applied to dual-metal-gate integration technology for removing the first TaN metal gate in the PMOS region.     

Formation of Nanoislands on Conducting Poly(3,4‐ethylenedioxythiophene) Films by High‐Energy‐Ion Irradiation: Applications as Field Emitters and Capacitor Electrodes

Nanoislands have been fabricated on the surface of conducting poly(3,4‐ethylenedioxythiophene) (PEDOT) films doped with poly(4‐styrenesulfonate) (PSS) using high‐energy (≈ 1–3 MeV) Cl²⁺ ion irradiation. Scanning electron microscopy and atomic force microscopy confirm the direct formation of nanoislands with diameters ranging from 50 to 300 nm and heights ranging from 40 to 120 nm. From our analysis, we propose that the formation of nanoislands might be due to micelle formation of the polymeric stabilizer poly(sodium 4‐styrenesulfonate) (PSS‐Na) surrounding the nuclei in the PEDOT/PSS via the high‐energy‐ion irradiation. We observe similar results for high‐energy‐ion irradiated polyaniline doped with PSS‐Na. On using the nanoislands as nanotip emitters of a field‐emission display, an increase in the current density of about five orders of magnitude is observed. Cyclic voltammetry of the PEDOT/PSS electrode with the nanoislands as the electrode shows enhanced capacitance compared with that of the PEDOT/PSS film that contains no nanostructure.     

CVD金刚石薄膜的抗腐蚀性研究

用微波等离子体化学气相沉积法在硅衬底上生长了金刚石薄膜;通过扫描电子显微镜和喇曼散射光谱对其性质进行了表征,将生成的样品分别放在氢氧化钾,四乙基氢氧化铵以及氢氟酸,硝酸和冰到混合液中进行腐蚀研究,结果发现在氢氧化钾腐蚀液中,金刚石薄膜出现片状脱落现象,而在后两种腐蚀液中却表现出良好的抗腐蚀性。     

CdZnTe材料的表面钝化新工艺

研究了一种新的钝化CdZnTe(CZT)器件表面的工艺，即先采用KOHKCl溶液对CZT表面进行处理，再用NH4F/H2O2溶液对其进行表面氧化的二步法钝化工艺．并借助俄歇电子能谱（AES）、微电流测试仪等手段对其表面钝化层的质量进行了鉴别，同时与KOH KCl和NH4F/H2O2两种工艺进行了比较．AES能谱分析表明，采用二步法工艺钝化，既可获得化学计量比较好的CZT表面，又可在表面形成一层起保护作用的氧化层．I-V特性曲线显示，两步法钝化后CZT器件的漏电流与KOH KCl和NH4F/H2O2钝化相比都有一定程度的下降．说明文中提出的新工艺在CZT器件制备方面具有良好的应用前景．     

高纯气体中痕量金属杂质的测定

本工作深入研究了高纯氮、氢、氯化氢、氨、硼烷、硅烷、砷烷及磷烷中钼、钙、铬、铜、铁、钾、锰、钠、铅和锌十种常见金属杂质的测定方法,解决了易燃、易爆及剧毒气体的取样,溶液的吸收条件及基体分离等问题.建立了无火焰原子吸收光谱法测定ng·g~(-1)量级的杂质,方法灵敏,简便,对生产及研制工艺将起积极的指导作用.     

GaAs surface wet cleaning by a novel treatment in revolving ultrasonic atomization solution

A novel process for the wet cleaning of GaAs surface is presented. It is designed for technological simplicity and minimum damage generated within the GaAs surface. It combines GaAs cleaning with three conditions consisting of (1) removal of thermodynamically unstable species and (2) surface oxide layers must be completely removed after thermal cleaning, and (3) a smooth surface must be provided. Revolving ultrasonic atomization technology is adopted in the cleaning process. At first impurity removal is achieved by organic solvents; second NH_4OH : H_2O_2 : H_2O =1:1:10 solution and HCl : H_2O_2 : H_2O = 1:1:20 solution in succession to etch a very thin GaAs layer, the goal of the step is removing metallic contaminants and forming a very thin oxidation layer on the GaAs wafer surface;NH_4OH : H_2O =1:5 solution is used as the removed oxide layers in the end. The effectiveness of the process is demonstrated by the operation of the GaAs wafer. Characterization of the oxide composition was carried out by X-ray photoelectron spectroscopy. Metal-contamination and surface morphology was observed by a total reflection X-ray fluorescence spectroscopy and atomic force microscope. The research results show that the cleaned surface is without contamination or metal contamination. Also, the GaAs substrates surface is very smooth for epitaxial growth using the rotary ultrasonic atomization technology.     

氨气预氮化制备超薄氮化硅薄膜及电学性能

为寻求制备性能良好的纳米厚度氮化硅(SiN_x)薄膜的方法,采用NH_3等离子体氮化、SiH_4/NH_3等离子增强化学淀积法及先氮化后淀积的方法制备了三种SiN_x薄膜,研究比较了三种薄膜的性质。用X射线光电子谱检测了NH_3等离子体氮化Si片得到的SiN_x薄膜的组分,利用椭圆偏振光谱仪测量薄膜厚度,估算了氮化速率。用NH_3和SiH_4作为反应气,分别在原始硅片和经过NH_3预氮化后的硅片上淀积厚度为5 nm、10 nm和50 nm的SiN_x薄膜。用电容-电压法研究了薄膜样品的电学性质,发现单纯用NH_3等离子体氮化的薄膜不适合做介质膜,而先用NH_3氮化再淀积SiN_x的样品比直接淀积SiN_x的样品界面性能明显改善,界面态密度降低到1～2×10~(11)eV~(-1) cm~(-2)。     

NiO空心微球的规模化制备与表征

以氨水与硝酸镍为原料,在乙醇–水介质中,采用均匀沉淀法,85℃恒温条件下,无需模板的存在和水热处理,制备出前驱体α-Ni(OH)2沉淀。该沉淀经400℃煅烧后得到NiO纳米片自组装空心微球。采用XRD和SEM对微球物相与形貌进行了表征。结果表明:该微球具有六方相结构,纳米片竖直排列在球状壳层的表面,其中纳米片大小约为2μm×2μm,厚度小于100nm。研究了乙醇对于纳米片自组装空心微球形貌形成的作用,对空心微球的自组装机理做了初步探讨。     

影响碳纳米管生长与结构的参数研究

采用负偏压增强热丝化学气相沉积(CVD)方法，在沉积有NiFe催化剂层及Ta或Ti过渡层的Si衬底上，通过改变沉积条件制备出不同结构的碳纳米管。扫描电子显微镜的研究结果表明，当过渡层为Ta时，碳纳米管的生长速度比Ti过渡层的大；在沉积过程中，有或无辉光放电时，生长出的碳纳米管分别是定向和弯曲的；同时还观察到随着反应气体中NH3浓度的加大，碳纳米管的生长速度会随之增大。