n型4H-SiC湿氧二次氧化退火工艺与SiO_2/SiC界面研究

在传统氧化工艺的基础上,结合低温湿氧二次氧化退火制作4H-SiC MOS电容. 通过I-V测试,结合Fowler-Nordheim(F-N)隧道电流模型分析了氧化膜质量;使用Terman法计算了SiO2/SiC界面态密度;通过XPS测试对采取不同工艺的器件界面结构进行了对比. 在该工艺下获得的氧化膜击穿场强为10MV*cm-1,SiC/SiO2势垒高度2.46eV,同时SiO2/SiC的界面性能明显改善,界面态密度达到了1011eV-1*cm-2量级,已经达到了制作器件的可靠性要求.     

激光再结晶多晶硅/二氧化硅界面性质的测定

我们用常规的高频和准静态C-V技术测量了氩离子激光再结晶多晶硅/二氧化硅界面的氧化物固定电荷密度N_f和界面态陷阱密度N_(it)。结果表明,和未再结晶的热退火样品相比,激光再结晶后,背界面的界面态密度大幅度下降。该界面态性质还与二氧化硅的生长方法和条件有关。在硅单晶抛光片上用氯化氢氧化法或三氯乙烯氧化法热生长约1400A的SiO_2层,然后用低压化学气相淀积法淀积约5000A多晶硅薄膜。使用氩离子激光器连续扫描辐照样品,功率选用4.5W、扫描速度2cm/s、束斑直径40μm,交叠50％,衬底温度300℃—400℃。经激光再结晶后多晶硅薄膜的晶粒由原来的100A长大到数微米。     

热处理对以Al2O3为绝缘层的并五苯薄膜晶体管性能的影响

采用阳极氧化法制备了Al_2O_3绝缘材料,并制备了以Al_2O_3为绝缘层的并五苯薄膜晶体管器件(OTFT)。Al_2O_3绝缘层经过10 min 350℃氢热处理后,OTFT迁移率比未经氢热处理的增大近20倍,且阈值电压降到了-7 V。Al_2O_3膜MIS结构电容—电压(C–V)特性的平带电压平移量数据表明,Al_2O_3膜经过热处理后,并五苯半导体与Al_2O_3绝缘体界面处以及绝缘体内缺陷态密度显著地降低,Al_2O_3绝缘层和并五苯半导体层之间的接触得到改善,这使得经热处理Al_2O_3膜的OTFT器件性能得到显著的改善。     

为提高硅器件质量而进行的工艺措施

一、HCI氧化在硅器件生产中的应用 HCl氧化作为Si平面器件钝化措施之一,在国内已开始用于生产上。目前认为:①HCl处理管道,可以清除管道内的N_3~ 、②干O_2过程中加入适量HCl汽体,可减小N_a~ 沾污、③HCl使SiO_2层钝化,且可以减少界面态。但是也有人认为HCl处理使     

电子封装用Cu-MoCu-Cu(CPC)材料与Al_2O_3陶瓷钎焊及变形研究

利用AgCu钎料在N_2保护气钎焊氛围、合适的工艺参数下,探究具备高导热、高可靠、低膨胀系数的新型Cu-MoCu-Cu(CPC)多层复合材料与表面共烧W金属化层的Al_2O_3陶瓷的钎焊工艺及接头界面结构,以实现其在电子封装领域的应用。同时,通过在CPC与Al_2O_3陶瓷间增加可伐中间层,探究中间层对界面结构及构件变形的影响。研究表明,在800℃、保温5 min条件下,CPC与Al_2O_3陶瓷典型界面结构为Al_2O_3/W+Al_2O_3/(Cu,Ni)/Ag基固溶体+Cu基固溶体/Cu基固溶体/CPC。可伐中间层引入后,界面结构基本一致,但中间层两侧形成了Cu-Ni固溶体,仍保证了母材间的可靠冶金结合。可伐中间层的膨胀系数介于Al_2O_3与CPC之间,通过中间层逐层缓解残余应力,减小组件的焊后变形。相比于直接钎焊,钎焊组件的下底面翘曲变形缓解50%以上。     

N_2O对乙烯自点火敏化作用的实验和理论研究

为了探究肼类自燃型火箭推进剂热解和氧化组分中不饱和烷烃与氮氧化物间是否存在直接交互作用,对C_2H_4和N_2O混合气的自着火过程进行了实验和理论研究。利用激波管反射激波方法,测量了化学计量比C_2H_4/O_2/N_2O/Ar混合气(N_2O与(O_2+N_2O)的摩尔分数比为0%、50%、80%和100%)在温度为1 214～1 817K、压力为0.12～1.01 MPa下的点火延迟期。实验结果表明,与纯O_2作为氧化剂比较,N_2O替换部分O_2显著降低了C_2H_4的反应活性,延长其点火延迟期,随着N_2O浓度的增加,抑制影响效果变化显著,在N_2O/O_2的摩尔分数比超过50%情况下尤为突出,单O原子N_2O在氧化不饱和烷烃时并未表现出优势。数值模拟结果表明,只有Aramco-Z可在整个研究工况下合理地预测当前实验结果。N_2O和C_2H_4之间并未发生直接化学交互作用,N_2O的添加对C_2H_3与O_2反应速率及活性自由基池浓度的抑制作用是其氧化能力弱于O_2的主要动力学机制。     

自生长Al2O3—Al复合材料的制造及形成机理研究

熔融态铝合金表面的Al_2O_3膜在一定工艺条件下可被破坏,由于毛细管作用,内部的金属液将沿着膜上的破缺处上升至表面并产生新的非致密氧化膜。该过程具有自组织特征,一定时间后可在液态合金表面形成一定厚度的自生长Al_2O_3-Al复合材料。材料中Al_2O_3含量可在20％-80％的范围内变化而其性能,尤其是硬度和抗拉强度可有较大提高。     

硅—三氧化二铝界面的辐射效应

本文研究了电子束辐照下的Si—Al_2O_3结构的辐射效应,测试了不同能量、不同剂量及剂量率的电子辐照前后的C—V特性。实验结果说明:电子辐射使MAS结构的氧化层产生负电荷,在Si—Al_2O_3界面形成快界面态。我们认为引起这种变化的主要原因是由于电子的轰击引起了位移效应、电离效应所致,同时也引起了界面附近硅中杂质浓度的再分布.     

基于阳极Al_2O_3的非涂覆式金属基体整体催化剂载体的制备

通过草酸溶液中的二步氧化法制备多孔阳极Al_2O_3(PAA)膜。在保持金属一体化结构下,考察阳极氧化条件(电压、时间、电解液浓度及温度)对多孔Al_2O_3膜的结构特性的影响。在80℃下对PAA膜进行水热处理1.5h并在500℃下焙烧3 h。结果表明:孔径和膜厚随电压(或电解质浓度、阳极氧化时间)增加呈线性增长,孔径(或膜厚)和电解液温度呈指数型关系,孔密度和电压关系亦然;另一方面,氧化时间、电解液温度、电解液浓度对孔密度几乎没影响;平板的表面积最大可提高到3 200倍,提高电解液的温度被认为是扩大表面积最有效的方法。水热处理后表面积可以从13.5 m~2/g增加到180.3 m~2/g,并将无定形骨架Al_2O_3转变为γ-Al_2O_3。通过阳极氧化-水热处理-焙烧制得的锯齿状蜂窝体与商业的堇青石蜂窝体相比,比表面积略高,有更大的开孔率和更轻的质量。     

Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4光催化降解罗丹明B

为了使g-C_3N_4光生电子和空穴容易复合,改善可见光响应低等缺点,该实验中采用溶胶-凝胶法将g-C_3N_4和α-Fe_2O_3进行复合形成g-C_3N_4异质结光催化剂,再采用光沉积法将Ag沉积在α-Fe_2O_3/g-C_3N_4上,构建Z型机制Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4催化剂材料,改善光生电荷的分离和传输能力及可见光响应,进一步增强其光催化降解污染物活性.最后通过XRD、FT-IR、XPS、SEM、TEM、紫外-可见漫反射光谱表征光催化剂结构和性能,并以染料罗丹明B溶液模拟废水,研究催化剂的降解动力学特性,通过活性基团捕获实验探究光催化机制.实验结果表明:(1)α-Fe_2O_3和g-C_3N_4复合形成异质结,当α-Fe_2O_3负载量为3%时,α-Fe_2O_3/g-C_3N_4光催化性能比纯的g-C_3N_4有了明显的提高,光催化性能降解罗丹明B达到79%.(2)Ag负载在α-Fe_2O_3/g-C_3N_4,当Ag的负载量为3%时,在可见光下3.5 h能够对罗丹明B达到95%以上的降解.(3)Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4增强的光催化剂性归因于α-Fe_2O_3和g-C_3N_4形成异质结以及Ag加入后形成Z型异质结结构.     

MNOS可变阈值晶体管的研制

本文报导了用高纯氮气携带液氧蒸汽进入氧化炉生长约20A(?)的可隧穿的超薄SiO_2膜,以及用SiH_4—NH_3体系的LPCVD技术淀积具有电荷存储特性的Si_3N_4膜,从而制作出MNOS结构的可变阈值晶体管。这种晶体管的阈值电压窗口约17伏,且具有不破坏的读出特性。     

伯胺N_(1923)萃取无机酸的动力学研究

用恒界面搅拌池研究了伯胺N_(1923)萃取盐酸、硝酸和高氯酸的动力学。从实验结果推断出萃取反应速率控制步骤是下述两步界面化学反应: RNH_(2(i)) HA(?)RNH_3A_((i)) RNH_3A_((i)) RNH_(2(o))(?)RNH_3A_((o)) RNH_(2(i)) 文中就不同酸根离子对萃取选率的影响作了讨论。     

O_2、CO、CO_2、N_2O、NO、NO_2和C_3H_6混合气的同时色谱检测

在改装的102G型气相色谱仪上,采用氢火焰离子检测器、电子捕获检测器和5 A分子筛、10%OV-101/Chromosorb W、G.D.X.-502等色谱分离柱,对文题进行了研究,得到了准确的定量分析结果。它们的最低检测浓度为:O_2、N_2O是5 ppm,NO_2、CO、CO_2和丙烯是1 ppm,NO是20ppm。该法具有检测灵敏度高,操作方便,分析快速等优点,适合在燃烧尾气的测定和治理工作中使用。     

网络结构陶瓷增强金属基复合材料的制备

以轻金属为增韧相,以网络结构陶瓷骨架为增强相,利用有机前驱体浸渍烧失工艺制备出网络陶瓷骨架,根据液态金属浸渗理论充填金属材料,成功制备出一系列新型金属基复合材料,如Si3N4／Mg复合材料、Al2O3／Mg复合材料、Si3N4／Al复合材料。由于网络陶瓷预制体特殊的空间拓扑结构,使材料具有质量轻、高比模量、高比强度、耐热耐磨性好、高陶瓷相含量、低热胀系数等独特优点,作为新的功能材料或结构材料,在航天航空、汽车、电子、光学、机械制造等工业领域展示了广泛的应用前景。     

气体分离用聚合物膜材料基团的设计与性能

采用基团贡献法和自由体积模型,分析了聚合物基团对膜分离性能的影响,比较了不同聚合物基团对O2和N2选择性和渗透性的贡献,预测了特定基团聚合物对O2和N2的分离性能。通过设计聚合物基团,改进了气体分离用膜材料的性能,计算结果与文献数据吻合良好。     

N_2O_3分子结构的量子化学研究

本文用半经验的MINDO/3方法研究了N_2O_3分子的五种可能结构,结果表明,构型(Ⅰ)最稳定,构型(Ⅱ)次之,其余构型不能稳定存在。     

反应热压法制备B4C基复合材料的烧结致密化研究

通过在B4C中添加Si3N4以及少量的SiC和TiC,在1 820~1 900℃,30 MPa的热压条件下反应生成了B4C基轻质复合材料,烧结助剂为(Al2O3+Y2O3)。结合材料的断口SEM形貌,分析讨论了烧结致密化过程,结果表明:在相同烧结温度下,随基体相B4C含量的增多,复合材料变得更难烧结;对同成分组成的复合材料来说,随着烧结温度的升高,最终得到的材料致密度有所提高。两步烧结过程中的降温保温阶段,有利于放热反应的彻底进行,使最终复相陶瓷组织中含有少量细小的TiB2和BN相,同时,放热反应可以维持致密化进程的继续进行,这对于提高复合材料的强度和韧性有利。     

铝基复合材料的活性液相扩散焊新工艺

为优化中间层合金系的设计,对液相扩散焊过程中陶瓷颗粒/金属(P/M)界面的弱化、强化及断裂模式进行了研究,发现在采用纯Cu箔的Al_2O_3p/Al复合材料液相扩散焊件的剪切断口上,Al_2O_3颗粒未破裂,断口上所有Al_2O_3颗粒及部分金属表面光滑,无粘结物生成,表明P/M界面结合弱而呈"界面脱粘"断裂方式.为此,提出了一种旨在改善P/M弱界面润湿性的新工艺--活性液相扩散焊,要求所用中间层内必须同时含有降熔元素及可与陶瓷增强相反应的活性元素(Ti).当Ti含量较低时,Al_2O_3颗粒增强相表面上出现细微、凹凸不平且不连续的界面粘结物(反应物);当Ti含量较高时,P/M界面可形成强力结合,剪切测试中足以使一些陶瓷颗粒本身破裂.     

Pt和Al2O3改性SO4^2-/ZrO2正己烷异构化反应性能

在保持其他制备条件,如pH、干燥条件、焙烧温度、Pt的浸渍条件以及Al2O3和Pt的含量相同的情况下,通过Al的不同引入方法,即共沉淀法(CP)、成型法(SH)、悬浮法(SU)和混和法(MI),制备了4种Pt-SO42-/ZrO2-Al2O3(PSZA)催化剂。使用N2吸附和微库仑仪分析了催化剂的组织结构和硫含量。分别使用X射线光散射仪(XRD)、H2程序升温还原(TPR)及NH3程序升温解析(TPD)研究了催化剂的晶相结构、氧化还原性质和表面酸性质。在固定床反应器上考察了反应温度对催化剂正己烷异构化反应的影响和异构化产物分布。成型法催化剂仅探测到四方晶相,表明该种Al的引入方法延缓了四方相转为单斜相;并且成型法催化剂具有一个强的最低的TPR还原峰温度,表明Al的成型引入法增强了硫的还原。催化考评结果表明成型法催化剂具有最高的催化性能。催化剂的物化表征结果表明了催化活性同催化剂的氧化还原性质关联较好,而同硫含量、酸强度及强酸位数量关联性不好。实验结果表明Al的引入方式对于PSZA催化剂在正己烷异构化中具有高催化活性非常关键。