辐射损伤的半导体元器件的电子束退火

常规的IRAN方法太繁锁,而且筛选周期较长.近年来我们进行的大量实验表明:用电子束辐照,电子束退火,可以作为IRAN的一种方法.实验方法本实验所采用的样品有CMOS电路,双极型晶体管.CMOS电路是国产CO36电路,其中有Al_2O_3膜,Si_3N_4膜、SiO_2膜钝化的CO36电路和没有钝化的CO36电路;双极型晶体管是经Al_2O_3膜钝化具有一定核加固能力的PNP型小功率管3CK_2和3CG型晶体管.     

三氧化二铝绝缘膜电击穿特性的研究

在半导体技术中,制造晶体管和大规模集成电路时,用Al_2O_3绝缘膜作为钝化膜已越来越普遍,特别是在制造绝缘栅场效应晶体管,如MAS和MAOS器件中用Al_2O_3绝缘膜作绝缘栅,具有较高的稳定性和可靠性.同时,三氧化二铝绝缘膜对钠离子有阻挡作用,能耐腐蚀,抗辐射能力较强.因此,三氧化二铝物理性质的基础研究,具有十分重要的意义.     

Si—(SiO_2)—Al_2O_3结构的电子束辐照效应

一、引言在半导体技术中,单层Al_2O_3膜及Al_2O_3—SiO_2结构的双层复合膜早已引起了人们的重视.MAS及MAOS器件中用Al_2O_3及Al_2O_3—SiO_2作为绝缘栅,具有较高的稳定性和可靠性。Al_2O_3膜对钠离子有阻挡作用,又有一定的抗腐蚀能力,这些特点使它用作钝化膜也越来越普遍,特别是因为Al_2O_3的抗辐射性能良好,研究Al_2O_3—Si及Al_2O_3—SiO_2—Si结构的辐射效应,直接关系着电子器件在原子能技术中的应用,随着原子能技术的发展及广泛应用,这类课题日益为人们所关切。     

锌镀层铬酸钝化膜的X光电子能谱研究

本文用X光电子能谱(XPS)研究氰化镀锌层和D-I锌酸盐镀锌层钝化膜的组成。结果表明;上述两种锌镀层钝化膜的XPS图完全相同,试样存放七个月无影响;对谱图的Cr峰和O峰进行展开分析,从而确定彩虹钝化膜的组成为5Cr_2O_3·4CrO_3·xH_2O,绿色钝化膜的组成为5Cr_2O_3·2CrO_3·yH_2O_3不同的钝化膜试样含水量的差别较大,可能由于制作条件未严格控制所致。     

氧化铝膜的性质、制备方法及在MAOS器件中的应用

本文是我们关于Al_2O_3膜的研究工作的初步总结,内容包括:(1)用AlCl_3水解法在硅片上生长Al_2O_3膜的装置和工艺;(2)用椭圆度仪和容压法,对Al_2O_3膜的折射率、介电系数、表面电荷密度及在MAOS结构中表面电荷密度随SiO_2膜厚变化情况等的测定结果;(3)应用Al_2O_3膜试制成的MAOS器件的结构、特性和参数。研究结果表明:Al_O_3膜作为一种钝化膜可以对器件的稳定性带来好处,采用MAOS结构可以制得低闪电压的n沟道增强型场效应集成电路。     

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.     

Co-Mo共掺杂Al2O3电子结构及透射率的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了本征Al_2O_3,Co、Mo单掺杂以及Co-Mo共掺杂Al_2O_3的电子结构和光学性质.计算结果表明:Mo单掺杂以及Co-Mo共掺杂Al_2O_3的结合能较低,比较容易合成.Co、Mo掺杂均属于n型掺杂,能够提升掺杂体系的载流子浓度,改善Al_2O_3的导电性.掺杂体系的杂质能级主要由Co-3d态电子和Mo-4d态电子组成,这些杂质能级是改变掺杂Al_2O_3光学性质的内在原因.掺杂后,吸收光谱发生红移现象,且光学性质变化主要集中要低能量范围.本征Al_2O_3薄膜在200～800 nm范围内的透射率约为92%,Mo单掺杂和Co-Mo共掺杂Al_2O_3在600～780 nm波段内的透射率高达93%～98%,在200～280 nm的短波紫外光区域,Co单掺杂的透射率最高可达95%.因此,三种掺杂Al_2O_3适用于制备各类光学透射膜.     

~(75)A_S~ 离子注入的AI_2O_3膜抗腐蚀性的研究

本文研究了用~(75)A_s~ 离子注入的Al_2O_3膜的抗腐蚀性。Al_2O_3膜在磷酸中的最小腐蚀速率(或最佳的~(75)A_s~ 杂质浓度)能根据实验结果和类高斯离子射程分布得到。实验结果表明,注入离子的Al_2O_3膜在H_3PO_4—CrO_3溶液中的腐蚀率要比未注入的Al_2O_3膜在相同条件下的腐蚀速率小10倍以上。因此,甚至在酸中,离子注入在改善材料表面层的抗腐蚀性方面也是有希望的技术。     

CmpTNPP(Zn)/Al_2O_3/TiO_2复合材料的制备及其可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了5-(4-羧基亚甲氧基)苯基-10,15,20-三萘基卟啉合锌(Cmp TNPP(Zn))敏化Al_2O_3/Ti O_2得到了Cmp TNPP(Zn)/Al_2O_3/Ti O_2复合材料.实验中采用UV-Vis DRS、XRD、FT-IR、TG和SEM等手段对该复合材料进行表征.用亚甲基蓝(MB)溶液模拟废水,评价了该复合材料在可见光辐照下的光催化活性.结果表明,Cmp TNPP(Zn)和Al_2O_3的加入并未对Ti O_2的晶体结构产生影响.Cmp TNPP(Zn)的加入能有效地提高Al_2O_3/Ti O_2粉体对可见光的吸收,明显提高了该复合材料的光催化活性,亚甲基蓝的降解率在80 min内达到95.5%.并且发现Cmp TNPP(Zn)/Al_2O_3/Ti O_2催化材料重复使用5次后,仍然保持一定的降解效果.     

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。     

锌黑色钝化膜的组成及其形成机理

本文报道用电化学测试、x光电子能谱以及扫描电镜显微分析等手段,研究在添加银盐的低铬酸溶液中锌黑色钝化膜的组成及其形成机理.实验表明:钝化膜的主要组分是Cr_2O_3·nH_2O,但也含有分散的金属银.同时发现,锌在电解质溶液中的钝化现象不是按简单的化学机理进行,而是按共轭电化学反应和共轭钝化原理进行.     

SiO2厚度对半导体器件的电子辐射效应的影响

研究了SiO2厚度对光电二极管的电子辐射效应的影响.制备了3种光电二极管,分别采用不同厚度热氧化SiO2作为光敏面钝化膜.以能量为0.8 MeV的电子束为辐射源,对3种光电二极管进行4个剂量的辐射.实验发现,辐照后光电二极管的光电流衰减强烈依赖波长,在短波和长波阶段衰减明显,而在中波阶段基本不衰减;暗电流变化率随着辐照剂量迅速增加.另外,薄钝化的二极管光电流衰减最小,同时暗电流增加最显著.     

微正压、流动氩气下碳热还原法制备碳氧化铝的研究

研究了1 300～1 500℃、微正压+15 kPa、0.1 L/min流动氩气下,碳热还原法制备碳氧化铝.结果表明,以α-氧化铝和石墨为原料,1 400℃时开始生成Al_4O_4C,1 500℃时Al_4O_4C的含量反而降低,合成温度升高可能导致Al_4O_4C分解;以α-氧化铝、铝和石墨为原料,1 300℃时开始生成Al_4O_4C,Al粉的添加显著降低了Al_4O_4C的形成温度.1 500℃、60 min时,配比为n(α-Al_2O_3):n(Al):n(C)=4:4:3,Al_2O_3几乎完全反应,以Al_4O_4C为主要相,存在少量Al_4C_3;配比达到n(α-Al_2O_3):n(Al):n(C)=1:4:3时,Al_4O_4C消失,以Al_4C_3为主;原料中Al配比升高,Al_2O_3配比降低,产物中Al_4C_3含量增加.制备碳氧化铝的最佳条件是原料配比为n(α-Al_2O_3):n(Al):n(C)=4:4:3,合成温度1 500℃,保温时间90 min时,Al_4C_3消失,形成了含少量Al_2O_3的Al_4O_4C材料.不同原料配比下形成的碳氧化铝均以Al_4O_4C为主,未发现Al_2OC.     

Cr8Ni2合金耐蚀钢筋在不同pH值模拟混凝土孔溶液中的钝化行为

应用动电位极化、电化学阻抗谱与电容电位法等方法研究了Cr_8Ni_2合金耐蚀钢筋在不同pH值(13.5~9.0)模拟混凝土孔溶液中的钝化行为.结果表明:在相同pH值下,随着钝化时间延长,合金耐蚀钢筋钝化不断强化,3 d后钝化趋于稳定;随着pH值下降,合金耐蚀钢筋钝化并未弱化,反而显著增强,表明新型合金耐蚀钢筋在较低p H下亦能保持良好致钝性能.采用XPS分析合金耐蚀钢筋钝化膜组成结构,分析结果表明:合金耐蚀钢筋钝化膜为双层结构,外层主要为Fe_3O_4,Fe_2O_3及FeOOH(Fe(OH)_3),内层为Cr_2O_3和CrOOH(Cr(OH)_3).随着环境溶液pH值降低,合金耐蚀钢筋钝化膜Fe氧化物含量逐渐减少,而铬氧化物含量明显增大,低pH值下高含量Cr氧化物维持了合金耐蚀钢筋钝化膜良好稳定性和优越耐蚀性,从而使耐蚀钢筋钝化强化.     

强流脉冲电子束作用下CoCrAlY熔敷铝膜的表面微观形貌和元素分布

采用大气等离子喷涂在镍基高温合金表层制备CoCrAlY涂层,采用物理气相技术在其表面沉积纳米级铝膜,再使用强流脉冲电子束对表层镀铝后的涂层进行辐照处理,获得表层富Al的涂层.并进行了表面化学元素及形貌分析.形貌分析表明,粘结层表层铝膜熔敷可以消除原始涂层的未熔颗粒、空隙以及孔洞等缺陷,获得致密且连续的胞状凸起,使得涂层粗糙度适当增加;表面能谱分析表明,表层的凹区形成了Al_2O_3,凸起区域存在含有氧化铝的CoAl相.表面处理后的表面形貌和表层元素有利于提高涂层抗氧化性能和热震寿命.     

催化湿式过氧化氢氧化耦合Fe_2O_3/Al_2O_3膜分离处理有机废水（英文）

为提高有机废水的降解效率,设计了一种耦合陶瓷管式膜分离和催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)技术的反应器.通过溶胶凝胶法将Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂涂覆到陶瓷管式膜基底上.并通过控制PVA的浓度和涂覆次数,将制备的膜孔径优化到超滤范围.在进行的CWPO实验中,优化了pH、温度、压力和H_2O_2浓度操作条件.实验表明,在20 mmol/L H_2O_2,pH=6,90℃和0.4 MPa的反应条件下,苯酚在150 min内能完全降解,TOC去除率为70%.5次连续重复实验和溶出测试表明Fe_2O_3/Al_2O_3陶瓷膜具有良好的稳定性和可重复性.该反应器耦合CWPO与膜分离技术为有机废水处理领域提供了新的思路.     

在负载型氧化物催化剂上CO与硝基苯的相互作用

负载型氧化物催化剂:CuO/Al_2O_3、MoO_3/Al_2O_3、V_2O_5/Al_2O_3和PdO/Al_2O_3催化CO和硝基苯的反应,在某些方面相似于催化CO和O_2的反应。过渡金属离子通过反复氧化-还原,而将CO氧化为CO_2、硝基苯则被还原,生成一系列含氮有机化合物。其中偶氮苯和吩嗪的生成,表明苯基氮烯中间物生成的可能性。应用电子顺磁共振谱、脉冲色谱技术研究了上述催化剂表面的氧化-还原性能和催化作用机理。     

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。     

纳米Al203/PI三层复合薄膜的制备与表征

以3,3′,4,4′-二苯酮四甲酸二酐(BTDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为缩聚单体,利用高压静电纺丝技术制备出纳米Al_2O_3/PAA(聚酰胺酸)复合薄膜.以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为原料制备出聚酰胺酸铺膜胶液,在电纺膜的两侧进行流延成膜,并热亚胺化处理.对复合薄膜进行化学组成、微观形貌、耐电晕性能、力学性能和热学性能测试分析.结果表明:复合薄膜的亚胺化较完全,纳米Al_2O_3均匀地分散在聚酰亚胺基体中,在纳米氧化铝掺杂量为6%时综合性能最佳,耐电晕老化时间为12.3 h,是未掺杂纳米氧化铝三层复合薄膜的3倍以上,拉伸强度达到最大值(174 MPa),同时断裂伸长率达到21%.纳米Al_2O_3的加入使得复合薄膜的热稳定性有所提高,起始热分解温度从578.7℃提高到591.3℃.     

低温下CO选择性催化还原NO_x的实验研究

进行了CO作为还原剂选择性催化还原低温烟气中NO_x的实验.主要考察了反应温度、活性金属负载质量比、活性金属种类3个因素对脱硝效率及CO转化率的影响.结果表明:考察温度窗口内(100~180℃),随着反应温度的升高,Cu-Co/Al_2O_3催化剂的NO脱除率逐渐升高,Cu-Mn/Al_2O_3催化剂的NO脱除率先升高后降低,CO转化率不断增大;随着活性金属负载质量比的改变,实验工况下Cu-Co/Al_2O_3和Cu-Mn/Al_2O_3催化剂活性金属负载质量比均为1.5时催化剂的脱硝性能最优;Cu-Mn/Al_2O_3的整体NO脱除率高于Cu-Co/Al_2O_3;8种催化剂中活性金属负载质量比为1.5的Cu-Mn/Al_2O_3催化剂在160℃下脱硝效果最好.