氧等离子体表面处理对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触的影响

采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀系统,研究了氧等离子体表面处理对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触电阻的影响。利用能量色散X射线光谱仪、光致发光谱和原子力显微镜以及电学测试设备对处理前后样品进行表征分析。结果表明,在最佳的氧等离子体处理条件(ICP功率250 W,射频功率60 W,压强0.8 Pa,氧气流量30 cm³/min,时间5 min)下,欧姆接触电阻为0.41Ω·mm,比参照样品接触电阻降低了约69%。分析认为经过氧等离子体处理后,在近表面处产生了一定数量的N空位缺陷,这些N空位表现为浅能级施主掺杂,有利于欧姆接触的形成。通过采用氧等离子体表面处理工艺制备的AlGaN/GaN HEMT,在+2 V的栅极偏压下获得了0.77 A/mm的最大漏极饱和电流。     

二维纳米材料MXene的研究进展

MXene是一类新型碳/氮化物二维纳米层状材料,一般是利用化学刻蚀的手段通过选择性刻蚀掉前驱体MAX相中的A原子层而得到。其通式可表示为M_(n+1)X_nT_x,其中M代表早期过渡族金属,X代表碳和/或氮,T_x代表MXene在刻蚀过程中产生的附着在其表面的官能团(-OH、-F、=O、等)。采用一定的手段将多层MXene剥落,可获得类石墨烯形貌的单层MXene。MXene除了具备传统二维材料的性能外,还兼具良好的导电性、亲水性、透光性、柔韧性以及能量储存性能,在复合材料、润滑剂、环境污染治理、电池、电容器、催化、传感器、抗菌等领域具有潜在的应用价值。文章总结了MXene的制备、结构、性能和应用等方面的最新成果,并展望了其今后的研究方向。     

交替刻蚀制备有序锯齿形硅纳米线阵列及其光学性能研究

采用金属催化化学刻蚀法(MCCE),以金属Ag为催化剂,在HF与H2O2体系中通过交替刻蚀在P(111)硅衬底上制备出锯齿形硅纳米线阵列.利用扫描电子显微镜对硅纳米线的形貌进行了表征,研究了HF浓度与H2O2浓度对纳米线刹蚀方向的调控作用.选取不同的HF与H2O2浓度配比,分别对硅基底各向同性刻蚀与各向异性刻蚀进行调控,使得刻蚀方向对溶液浓度的变化能够快速响应.在溶液Ⅰ([HF]=2.3 mol/L,[H2O2]=0.4 mol/L)与溶液Ⅱ([HF]=9.2 mol/L,[H2O2]=0.04 mol/L)中交替刻蚀,制备出刻蚀方向高度可控的大规模锯齿形硅纳米线.利用紫外-可见分光光度计对锯齿形硅纳米线的减反射性能进行研究,结果表明,其表现出优异的减反特性,最低反射率为5.9％.纳米线形貌的高度可控性使其在微电子器件领域也具有巨大的应用前景.     

连续纤维增强陶瓷基复合材料微观力学研究进展

微观力学参数是构建连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFRCMCs)组分、微观结构和宏观力学性能的桥梁, 但受限于CFRCMCs的脆性和微观力学参数测试水平, 微观力学研究工作进展缓慢。随着基于纳米压痕的微观力学测试技术和基于聚焦离子束微观测试样品制备技术的飞速发展, 近年来CFRCMCs的微观力学研究工作取得显著进步。本文结合国防科技大学刘海韬课题组的研究工作, 重点对CFRCMCs组分的原位模量、断裂韧性以及界面结合强度的测试方法和典型应用进行了讨论, 最后举例说明了基于微观力学参数的CFRCMCs宏观力学行为的预判方法。     

碳化硅薄膜的ICP浅刻蚀工艺研究

选用SF6/O2 混合气体对等离子体增强化学气相淀积( PECVD)法制备的碳化硅( SiC)薄膜进行了浅槽刻蚀,并通过正交试验设计方法,研究了感应耦合等离子体( ICP)刻蚀技术中反应室压强、偏压射频( BRF)功率、O2 比例三个工艺参数对碳化硅薄膜刻蚀速率的影响及其显著性.实验结果表明:BRF功率对于刻蚀速率的影响具有高度显著性,各因素对刻蚀速率的影响程度依次为BRF功率>反应室压强>O2 比例,并讨论了所选因素对碳化硅薄膜刻蚀速率的影响机理.     

ICP深硅刻蚀工艺掩模的研究

通过使用深硅等离子刻蚀机,以C4 F8和SF6为刻蚀气体,对以光刻胶与金属铝两种材料作为掩模的深硅刻蚀结果进行对比,研究了深硅刻蚀过程中掩模材料对刻蚀结果的影响。实验结果表明：以光刻胶做掩模,深硅刻蚀后硅侧壁和硅底部表面形貌平整,垂直度较之铝掩模相当;以金属铝做掩模,深硅刻蚀后深槽底部表面不平整,出现长草现象,但是刻蚀选择比大于光刻胶,两种掩模的硅刻蚀速率相当。     

离子束溅射宽带吸收薄膜设计与制备技术研究

Si薄膜在可见光和近红外波段具有一定的吸收特性,可用于宽带吸收薄膜的制备。采用离子束溅射技术,在熔融石英基底上制备了不同沉积工艺参数的Si薄膜,基于透、反射光谱和椭偏光谱的全光谱数值拟合法,计算了Si薄膜的光学常数,并研究了氧气、氮气流量对其光学特性的影响。选择Si和Ta2O5作为高折射率材料、SiO2作为低折射率,设计了吸收率为2%和10%的宽带（1 000~1 400 nm）吸收薄膜。采用离子束溅射沉积技术,在熔融石英基底上制备了宽带吸收薄膜,对于A=2%的宽带吸收光谱,在1 064、1 200、1 319 nm的吸收率分别为2.12%、2.15%和2.22%;对于A=10%的宽带吸收光谱,在1 064、1 200、1 319 nm的吸收率分别为9.71%、8.35%和9.07%。研究结果对于吸收测量仪、光谱测试仪等仪器的定标具有重要的作用。     

聚合物绝缘子表面微孔阵列构筑

针对表面微孔阵列的构筑方法与微孔阵列参数对绝缘子真空沿面闪络性能的影响,设计了2种阵列结构,利用激光旋转微加工的方法在圆柱形有机玻璃绝缘子侧面进行了2种阵列的构筑,同时控制激光作用参数分别获得直径为300 μm与200 μm的2种表面微孔,最终得到4种微孔阵列结构。扫描电镜(SEM)与三维轮廓仪分析表明,通过激光旋转微加工的方法,实现了直径分别为300 μm与200 μm,深度为50 μm左右的微孔点阵构筑。沿面闪络测试表明,表面微孔构筑能够有效地提升沿面闪络电压(实验中闪络电压提升50%以上),微孔直径越小提升效果越好;在同种微孔直径下,点阵结构对闪络电压无明显影响。     

MMIC芯片衰减器的设计与检测

本文提供了一种单片微波集成电路(MMIC)芯片衰减器,采用氮化钽薄膜作为电阻材料,利用嵌套掩膜刻蚀技术将芯片衰减器结构一层一层套刻在陶瓷基片上。主要研究了利用氮化钽薄膜电阻制作芯片衰减器的优点,结合HFSS仿真软件,建立3 dB和10 dB芯片衰减器的有限元模型,并对实物产品进行测试验证。试验结果表明:3 dB芯片衰减器在DC～20 GHz工作频率内有较好的衰减响应,回波损耗在整个宽频带内都小于-20 dB,衰减量偏差在DC～12 GHz工作频率内小于±0.3 dB。10 dB芯片衰减器在DC～20 GHz工作频率内也有较好的衰减响应,回波损耗在整个宽频带内都小于-19 dB,衰减量偏差在DC～12 GHz工作频率内小于±0.35 dB。     

DPRM工艺中刻蚀工艺关键参数对N/P型MOS管交界处的影响

短沟道效应对器件性能的影响不可忽略,高k/金属栅极(High-k/Metal Gate,HKMG)器件可以很好地抑制短沟道效应。HKMG器件中金属栅极的制备工艺有前栅极制造工艺和后栅极制造工艺,其中虚拟栅去除(Dummy Poly Removal,DPRM)过程是后栅极制造中一道至关重要的制程。由于P型MOS管和N型MOS管的金属栅极填充材料不同,制造工艺中要先完成一种MOS管金属栅极的制作再进行另一种MOS管金属栅极的制作,DPRM后N型MOS管和P型MOS管交界处的结构形貌会直接影响金属栅极的填充,进而影响器件性能。在电子回旋共振刻蚀等离子体源条件下,探究DPRM工艺中过刻蚀过程的关键参数对NMOS管和PMOS管交界处结构形貌的影响,进而总结出减弱N/P型MOS管交界处侧向凹陷程度的工艺条件。