SiO2/Ta界面反应及其对铜扩散的影响

利用磁控溅射方法在表面有SiO2层的Si基片上溅射Ta/NiFe薄膜,采用X射线光电子能谱(XPS)研究了SiO2/Ta界面以及Ta5Si3标准样品,并进行计算机谱图拟合分析.实验结果表明在制备态下在SiO2/Ta界面处发生了热力学上有利的化学反应:37Ta+15SiO2=5Ta5Si3+6Ta2O5,界面处形成更稳定的化合物新相Ta5Si3、Ta2O5.在采用Ta作阻挡层的ULSI铜互连结构中这些反应产物可能有利于对Cu扩散的阻挡.     

多层结构ISFET传感器特性的研究

本文着重研究了Si3N4/SiO2,Ta2O5/SiO2,Ta2O5/Si3N4/SiO2,Ta2O5/NAS/Si3N4/SiO2等多层介质结构H -ISF ET传感器的特性,给出了实验结果,并做了必要的分析讲座.     

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。     

LiNbO3/SiO2/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280 nm激发光的激发下,LiNbO3/SiO2/Si薄膜在室温下发射470 nm的蓝光,来源于LiNbO3薄膜与SiO2层界面处自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.     

衬底对钛酸铋铁电薄膜生长及性能的影响

采用溶胶–凝胶工艺在Si和Pt/Ti/SiO2/Si两种衬底上制备了Bi4Ti3O12铁电薄膜,研究了衬底对Bi4Ti3O12铁电薄膜生长及性能的影响。研究表明:Pt/Ti/SiO2/Si基Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化较高但易出现焦绿石相,而Si基Bi4Ti3O12薄膜易于沿c轴取向生长,有利于改善铁电薄膜与硅衬底之间的界面特性,但8mC/cm2的剩余极化却比前者有所降低。     

溶胶-凝胶法制备掺Er3+:Al2O3/SiO2/Si光波导薄膜

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在热氧化的SiO2/Si(100)基片上提拉法制备掺EP:A12O3光学薄膜.采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(ARM),X射线衍射分析(XRD)研究了掺Er3+:Al2O3光学薄膜的形貌、厚度以及结构等特性.结果表明,在氧化的SiO2/Si(100)基片上获得了厚度为1.2 μm,固溶Er3+的面心立方结构γ-(Al,Er)2O3和单斜结构θ-(A1,Er)2O3的薄膜.薄膜表面光滑、平整,无明显的表面缺陷.掺EP:Al2O3薄膜晶粒分布均匀,平均晶粒直径为50～200 m,表面起伏度为10～20 nm.测量了10 K下掺0.1 mo1%～1.5 mo1%Er3+:Al2O3光学薄膜的光致发光(PL)谱,获得了中心波长为1.533μm的发光曲线.PL强度随Er3+掺杂浓度的增加而下降,相应的半峰宽(FWHM)也从45 nm减小到36 nm.Sol-gel法制备掺Er3+:Al2O3/SiO2/Si光学薄膜满足有源光波导放大器基体材料的性能要求.     

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。     

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。     

Si-Si直接键合的杂质分布

在Si-Si直接键合过程中,界面处存在一层很薄的厚度恒定的本征SiO2.Si对SiO2中的杂质的抽取效应,导致了杂质在界面处的浓度大大降低,根据改进了的杂质在Si-Si直接键合片中分布模型,推导出了杂质分布的表达式,在理论上和实验上都对该式进行了验证.杂质通过SiO2再向Si中扩散的杂质总量与Si-Si扩散相比大大减少,使所形成的p-n+结的结深减小.     

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.     

Ta2O5对TiO2基压敏陶瓷半导化的影响

研究Ta2O5对（Sr，Bt，St，Ta）掺杂的TiO2基压敏陶瓷半导化的影响，发现随着Ta2O5增加，晶粒电阻呈现“U”字型变化规律，按照配方TiO2＋0．3％（SrCO3＋Bt2O3＋SiO2）＋0．1%Ta2O5（摩尔分数）配制的样品的晶粒电阻最小，这表明适当增加施主Ta2O5的含量有助于材料晶粒的半导化。     

钽掺杂对二氧化钒多晶薄膜相变特性的影响

将Ta_2O_5与V_2O_5均匀混合,压制成溅射靶,用离子束增强沉积方法在二氧化硅衬底上沉积掺Ta氧化钒薄膜.在氮气中适当退火,形成掺杂二氧化钒多晶薄膜.X射线衍射结果显示,薄膜具有单一的(002)取向.XPS测试表明,膜中V为+4价,Ta以替位方式存在.温度-电阻率测试表明,薄膜具有明显的相变行为,原子比为3%的Ta掺杂后,二氧化钒多晶薄膜相变温度降低到约48℃.Ta原子的半径大于V原子的半径,Ta的掺入在薄膜中引入了张应力;5价Ta 替代4价V,在d轨道中引入多余电子,产生施主能级,这些是掺钽二氧化钒多晶薄膜相变温度降低的原因.     

电离辐射对Si_3N_4/SiO_2/Si双界面系统的作用

采用氩离子刻蚀XPS(X光激发电子能谱)分析对S i3N4/S iO2/S i双界面系统进行了电离辐照剖面分析。实验结果表明:电离辐照能将S iO2和S i构成的界面区中心向S i3N4/S iO2界面方向推移,同时S iO2/S i界面区亦被电离辐照展宽。在同样偏置电场中辐照,随着辐照剂量的增加电离辐照相当程度地减少位于S iO2/S i界面区S i3N4态(结合能B.E.101.8 eV)S i的浓度。同时辐照中所施偏置电场对S iO2/S i界面区S i3N4态键断开有显著作用。文中就实验现象的机制进行了初步探讨。     

A low voltage and small hysteresis C_(60) thin film transistor

Organic thin film transistors with C_(60) as an n-type semiconductor have been fabricated.A tantalum pentoxide(Ta_2O_5)/poly-methylmethacrylate(PMMA) double-layer structured gate dielectric was used.The Ta_2O_5 layer was prepared by using a simple solution-based and economical anodization technique.Our results demonstrate that double gate insulators can combine the advantage of Ta_2O_5 with high dielectric constant and polymer insulator for a better interface with the organic semiconductor.The performanc...     

Ta2O5Ni60激光熔覆层的耐蚀性研究

利用激光熔覆技术,在A3钢表面进行了Ni60合金添加Ta2O5的激光熔覆实验.采用静态浸泡法对相同工艺条件下获得的纯Ni60熔覆层和Ta2O5/Ni60熔覆层的耐腐蚀性进行了研究.在光学显微镜下观察样品表面腐蚀形貌,并对Ta2O5/Ni60熔覆层的腐蚀机理进行了分析.结果表明:在Ni60自熔合金粉末中加入Ta2O5,可以形成一种新的耐腐蚀体系.然而加入的Ta2O5必须有足够的量(＞7wt.%),才有提高耐蚀性的作用.随着Ta2O5的加入量的增加,试样的耐腐蚀性也增加.当Ta2O5的加入量为11wt.%时,可以使耐蚀性提高20%.     

大口径1064nm窄带滤光片的研制

采用现代光通信DWDM镀膜技术,选用Ta2O5/SiO2氧化物硬质薄膜材料,研制成功大口径、高性能1064nm窄带滤光片。给出了从膜系设计到试生产及膜层的性能方面的一些实验结果,表明产品的各项性能指标达到或超过了客户的要求,现已定型批量生产。     

Ta2O5介质膜和Ta2O5—SiO双层介质膜绝缘特性的实验研究

本文介绍了采用直流磁控反应溅射沉积的Ta_2O_5介质膜及由用同样方法沉积的Ta_2O_5膜和电阻式蒸发沉积的SiO膜组成的双层介质膜的绝缘特性。     

全硅片上光互连用波导

较详细地分析了用于全硅片上光互连所用光波导（如多晶Si／SiO2、Si／SiO2、Si3N4/SiO2）需满足的基本条件、制作方法以及损耗机制,总结了目前的研究进展。     

A3BGa3Si2O14晶体的结构、光学性质的系统研究

用提拉法成功地生长了具有La3Ga5SiO14(LGS)结构的A3BGa3Si2O14(A=Ca，Sr；B=Nb，Ta)系列单晶；用X-射线粉末衍射证明了其单晶结构，并在200-3200nm间测其透过谱。