氧化钇稳定的氧化锆上外延硅生长的研究

绝缘衬底上高质量亚微米厚硅单晶膜的获得对于制成高速度、高集成度、低功能和抗辐射的集成电路十分重要.蓝宝石上外延硅膜的生长和其CMOS/SOS集成电路的研究已为国内外学者所重视.     

硅衬底温度对金刚石薄膜品质影响

采用PCVD法制备金刚石薄膜的设备研究硅衬底温度变化对沉积金刚石薄膜品质的影响.实验发现,温度从750℃增加到950℃的过程中,随着硅衬底温度上升,金刚石薄膜的质量先变好,生长速率减小;850℃质量达到最好,生长速率降到最低;850℃后质量开始变差,生长速率增加;950℃膜由反聚乙炔构成.随着硅衬底温度增加,氢原子刻蚀作用逐渐增大且愈加集中,膜表面空洞缺陷和晶界缺陷增加.综合考量,金刚石薄膜的品质先变好后变差.     

镜面抛光硅衬底上金刚石薄膜的生长

在镜面抛光硅衬底上加负偏压,利用微波等离子体化学气相沉积方法生长金刚石薄膜。通过改变偏压成核阶段的不同条件制备出一系列样品,与直接在镜面抛光硅衬底上不加偏压直接生长的金刚石膜相比,成核密度明显提高,可达４×１０＾９ｃｍ＾－２。     

一种提高SOS膜结晶质量的新途径

这是一种提高SOS膜结晶质量的新方法.这种方法包括三步:1)在蓝宝石衬底上先用电子束蒸发薄无定形硅保护层.2)然后在氢气中进行退火处理.3)再用通常CVD方法在带薄硅层上外延生长所需厚度(0.6~0.8μm)的SOS膜.对所得SOS膜进行电子衍射、Nomarski相衬干涉显微镜表面观察、载流子浓度测量和光吸收研究表明:SOS膜质量完好,光吸收因子F_A ≤ 140×10⁶cm^-2,抑制了自掺杂,载流子浓度不超过1×10¹³cm^-3.     

InSb1-xBix的液相外延

本文采用液相外延方法在InSb衬底上生长InSb_1-xBi_x外延层,初步得出了外延生长条件包括温度,生长速率,熔池组分及衬底取向等与外延层x值的关系.此外,为了使x值达到所希望的适当范围,进行了InSb_1-xBi_x电外延的初步试验.     

重掺砷衬底氧本征吸杂能力的探讨

虽则集成电路级单晶衬底的氧本征吸杂工艺已作过广泛的探讨,重掺衬底的氧本征吸杂研究还仅是近年来才开始的.与体材料相比,采用P/P~ 和n/n~ 外延材料加工MOS电路有很多优点.自从得克萨斯仪器公司在81年首先成功地在工业上采用硅外延片加工64k RAM以来,MOS电路的衬底已开始从体单晶向外延片的过渡.同时,也激发了研究重掺衬底氧本征吸杂(IG)工艺的兴趣.本实验室通过对重掺砷衬底氧本征吸杂工艺的摸索,体内缺陷的观察,外延层上MOS C-t寿命以及二极管反向特性曲线的测定,以探讨高掺杂情况下,衬底硅材料的本征吸杂能力.     

N/P硅外延片的少子扩散长度测量

本文提出了用N/P硅外延片的结光电压光谱响应确定N/P硅外延片中少子扩散长度的方法.导出了入射光强1和结光电压V、光吸收系数a的理论关系,其中包含了外延层和衬底少子扩散长度的信息.     

ZnO纳米棒的低温制备及其光学性能表征

在低温条件下,利用化学溶液沉积法（CBD）成功在ITO导电玻璃衬底上生长出近一维ZnO纳米棒.本文不仅研究了生长条件,如Zn^2＋摩尔浓度和生长时间对纳米棒结构和形貌的影响,还利用不同衬底（Si衬底、ITO导电玻璃和玻璃）进行实验,从而研究了同一生长条件下,衬底对样品形貌和光学性能的影响.结果表明,随着Zn^2＋摩尔浓度的增大,纳米棒的尺寸也随着增大;当Zn^2＋摩尔浓度为0.1M时,纳米棒的纵横比随着生长时间的增加而减小;衬底对样品的形貌和光学特性有一定影响.PL测试表明硅衬底上生长的纳米棒有较好的光学性能.     

热壁外延生长ZnSe薄膜的质量研究

研究了热壁外延法（ＨＷＥ）在经两种不同处理方法的ＧａＡｓ衬底上生长的ＺｎＳｅ薄膜质量，俄歇电子能谱图（ＡＥＳ）分析表明，经Ｓ纯化的ＧａＡｓ表面大约由一层单原子层所覆盖，从而减少了ＺｎＡｓ／ＧａＡｓ界面态密度，用喇曼光谱的空间相干模型，对不同处理方法的ＧａＡｓ上生长的ＺｎＳｅ处延膜的一级ＬＯ声子喇谱形变化进行分析，定量判断出ＺｎＳｅ外延膜质量的优劣，分析认为，经Ｓ纯化ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ具有较好的质量     

掺Cr半绝缘GaAs材料质量对离子注入层电学性质的影响

半绝缘(S.I)GaAs材料既在微波MESFET器件中用作外延生长的衬底又在集成电路中用作直接离子注入的掺杂层材料,因此进一步了解S.I-GaAs材料的质量是十分重要的.本文将Si²⁸直接注入到不同质量的掺Cr.S.I-GaAs衬底,然后测量注入层的载流子浓度分布和迁移率,从而直接评价SI-GaAs材料的质量,并对实验结果进行了讨论.     

Si衬底上金刚石薄膜的成核和生长机理

以酒精为碳源,用热丝CVD法,对不同表面状况的Si衬底作金刚石沉积比较.讨论了薄膜的成核、生长机制,认为CH_2是成核的主要气相种类,H原子直接参与了成核和生长,它们在薄膜沉积中起了极为重要的作用.解释了毛糙表面的Si衬底上金刚石易成核的现象.     

利用AFM和碱溶液在单晶硅表面微加工及其电化学机理

用AFM在单晶硅片(100)表面上加工出一微结构表面,而且加工过程中单晶硅的表面生成很薄的二氧化硅保护层,使其置于氢氧化钾溶液中刻蚀加工可得到微结构(长×宽:10μm×10μm)。加工过程中利用二氧化硅和单晶硅与氢氧化钾溶液化学反应速率的不同,以及单晶硅不同晶面与氢氧化钾溶液反应速率的各向异性达到加工目的,并应用化学键理论—能带理论对在KOH水溶液中加工反应的机理进行了分析。     

铟掺杂一维半导体氧化锌纳米螺旋制备及表征

利用化学气相沉积的方法,在硅衬底上生长了铟掺杂的氧化锌纳米螺旋结构.通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、选区电子衍射等手段对样品的形貌和结构进行了表征.结果表明,合成的纳米螺旋由纳米带旋转而成,曲率半径为几个微米.纳米带宽约200 nm,厚约几十纳米,铟杂质的引入使其生长方向沿(1010)方向.     

硅钼蓝分光光度法测定硅黄铜中的硅量

本文提出以硅钼蓝分光光度法测定硅黄铜中（含硅：1.00%-4.50%)硅的含量；硅黄铜试样以硝酸－氢氧酸溶解，硅与钼酸铵形成硅钼络离子，然后用硫酸亚铁铵作还原剂使硅钼络离子还原为硅钼蓝，借此进行分光光度法测定；实验表明：本方法操作简便，分析快速，测定准确度高。     

干氧中Si快速初始氧化的一种新模型

本文对干氧中Si热氧化的快速初始氧化提出了一种新模型.该模型既考虑了界面反应速率系数,又考虑了增强扩散效应对快速初始氧化的影响;避免了Schafer-Lyon的"氧化物内固定正电荷影响界面反应速率系数"模型所存在的问题;同工艺模拟程序SUPREM-Ⅲ中所用的薄氧化模型相比,具有较明确的物理意义;所用模型公式在形式上同线性-抛物线氧化模型公式相似,特别适用于VLSI CAD.另外,用本模型还可以解释为什么Si在湿氧气氛中没有快速初始氧化现象,以及为什么非掺杂多晶硅初始氧化速率比晶向的单晶硅还要快.     

二氧化硅簿膜驻极体的电荷动态特性

系统地研究了二氧化硅薄膜驻极体的负表面电荷和正表面与体电荷受激脱阱后在体内的输运规律。并考察了这种驻极体的放电特性，化学表面处理对该驻极体的电荷稳定性及电荷层在体内的迁移规律的影响。充电后的适当老化程序，可使电荷重心从样品的自由面附近向体内迁移，由此导致的二氧化硅的体内负电荷具有极好的稳定性。这一结果对正在研制中的二氧化硅微型传感器的质量改善是十分重要的。     

二氧化硅微球的制备及自组装

先后通过一步法和改进的溶胶种子法制备了单分散二氧化硅(SiO2)亚微米微球,利用扫描电子显微镜(SEM)对样品的形貌进行了表征,同时系统地研究了氨水浓度、水的浓度、温度、硅源浓度和二次成核等不同反应条件对SiO2粒径和分散性的影响。最后采用缓慢干燥法和垂直沉积法对SiO2亚微米微球进行了自组装,用扫描电镜进行了表征。结果表明:所制备的SiO2亚微米微球尺寸均匀,单分散性好,符合自组装胶体晶体的要求。     

添加硅溶胶对超稳Y沸石水热稳定性的影响

由于残余氟化物、氧化钠及非骨架硅铝碎屑等因素的影响，削弱了（ＮＨ４）２ＳｉＦ６液相处理ＮａＮＨ４Ｙ制得的超稳Ｙ沸石ＦＳＹ的水热稳定性．本文通过在ＦＳＹ制备过程中外加硅溶胶，改善了ＦＳＹ的水热稳定性，其原因可能是这种外加硅源比骨架中夹带的非骨架硅或水热处理过程中因部分骨架崩塌而生成的非骨架硅更易发生因相硅迁移，从而减轻了骨架崩塌的可能性．     

在EPW中采用(100)硅制作微悬臂梁凸角补偿及工艺研究

(100)硅片在EPW腐蚀液中进行各向异性腐蚀时,因在(111)侧面相交的凸角处出现一些腐蚀速率较高的晶面,使微悬臂梁凸角掩膜下的硅受到侧向腐蚀,出现严重的凸角削角现象.研究采用EPW腐蚀(100)硅片制作微悬臂梁的凸角补偿方法及制作工艺,给出采用圆形掩膜对(100)硅凸角进行补偿.实验结果表明,该方法能够较好的完成对EPW腐蚀液中悬臂梁凸角削角的补偿。