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.     

~(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。     

FeO—Fe_2O_3—SiO_2渣系的作用浓度计算模型

根据共存理论的基本观点,从FeOn—SiO_2渣系的相图和粘度数据及FeOn—Fe_2O_3相图确定了本渣系的结构单元为Fe~(2+),O~(2-)简单离子和SiO_2,Fe_2O_3,Fe_3O_4及Fe_2SiO_4分子。在此基础上利用Fe_2SiO_4和Fe_3O_4的标准生成自由能数据推导了计算Feo—Fe_2O_3—SiO_2渣系各组元作用浓度的模型。 计算的NFe_tO与实测的αFe_tO符合,且NFe_tO、NSiO_2、NFe_2SiO_4和炉渣总质点数∑n随B_1=∑nFeO/∑nSiO_2而改变,而NFe_2O_3和NFe_3O_4随B_2=∑nFeO/∑nFe_2O_3而改变,表明Fe_2SiO_4和Fe_3O_4的混合是理想的,两者间的相互影响是不大的。     

高温烧结α—Al_2O_3晶体演化的研究

用红外光谱法研究了高温烧结α—Al_2O_3的晶体演化过程,依其晶体结构的差异,将传统概念的α—Al_2O_3分为α_1—Al_2O_3、α_2—Al_2O_3、α_3—Al_2O_3、α_4—Al_2O_34种,还研究了烧结温度、烧结时间、物料粒度、添加剂等因素对α—Al_2O_3晶体演化过程的影响。     

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。     

化学合成法制备Al_2O_3-2SiO_2粉体的碱激活性研究

采用溶胶凝胶法和共沉淀法,制备了具有碱激活性的Al_2O_3-2SiO_2粉体,研究了溶胶凝胶法制备过程中工艺因素对粉体碱激活性的影响。结果表明:煅烧温度是影响粉体碱激活性的关键因素,溶胶凝胶法制备粉体的碱激活性高于共沉淀法。通过~(27)Al和~(29)Si的核磁共振谱测试发现,高碱激活性的Al_2O_3-2SiO_2粉体具有高含量的5配位Al,但其不是高碱激活性的充分条件。     

添加剂对CaO-SiO_2-Al_2O_3系熔渣性质的影响

在CaO—SiO_2—Al_2O_3系碱度为0.38——0.9的范围内,测定了添加剂Na_2O、CaF_2和B_2O_3对其熔化温度、粘度、密度和表面张力的影响,添加剂的加入量为2～15％。文章中介绍了上述几个性质的测定方法及设备情况,对粘度和表面张力以及上述性质在固体保护渣中的作用进行了讨论。     

杂多酸型固体超强酸的研制

固体超强酸是目前在石油化工、有机合成工业上的比较有前途的催化剂之一。其特点是催化活性较高,催化剂分离回收较易,反应过程中操作简便。固体超强酸的合成只是近十来年有较大进展,其中主要有 SiO_2—TiO_2,SiO_2—Al_2O_3等二元氧化物以及SbCl_5—SiO_2·TiO_2、FSO_3H—SiO_2·Al_2O_3等含卤素的固体超强酸,近来 SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸也有报导。我们以三种杂多酸为原料引入 SbCl_5,制备出未见文献报导的三种新型固体超强酸     

分子篩对CH_3OH-H_2O和n-C_3H_7OH-H_2O系統中水的吸附

本文研究了分子篩的最佳制备条件。当矿化液的碱度和SiO_2/Al_2O_3分别等于200%及2时,並在90℃下晶化4小时,可获得4A分子篩,其組成为Na_2O·Al_2O_3·2SiO_2·nH_2O。作者等用該分子篩测定了其对CH_3OH—H_2O及n—C_3H_7OH—H_2O系統中水的吸附等温綫,並計算了相对浓縮度。吸附数据表明:分子筛对n—C_3H_7OH-H_2O系統中水的吸附能力要大于CH_3OH—H_2O系統。     

Effect of Al_2O_3 on the viscosity of CaO–SiO_2–Al_2O_3–MgO–Cr_2O_3 slags

We investigated the effect of Al_2O_3 content on the viscosity of CaO–SiO_2–Al_2O_3–8wt%MgO–1wt%Cr_2O_3 (mass ratio of CaO/SiO_2is 1.0,and Al_2O_3 content is 17wt%–29wt%) slags.The results show that the viscosity of the slag increases gradually with increases in the Al_2O_3content in the range of 17wt%to 29wt%due to the role of Al_2O_3 as a network former in the polymerization of the aluminosilicate structure of the slag.With increases in the Al_2O_3 content from 17wt%to 29wt%,the apparent activation energy of the slags also increases from 180.85 to 210.23 k J/mol,which is consistent with the variation in the critical temperature.The Fourier-transform infrared spectra indicate that the degree of polymerization of this slag is increased by the addition of Al_2O_3.The application of Iida’s model for predicting the slag viscosity in the presence of Cr_2O_3 indicates that the calculated viscosity values fit well with the measured values when both the temperature and Al_2O_3 content are at relatively low levels,i.e.,the temperature range of 1673 to 1803 K and the Al_2O_3 content range of 17wt%–29wt%in CaO–SiO_2–Al_2O_3–8wt%MgO–1wt%Cr_2O_3 slag.     

玻璃相变的DTA研究

应用差热分析方法(DTA)研究Li_2O—Al_2O_3—SiO_2系统、PbO—ZnO—B_2O_3系统和CaO—MgO—Al_2O_3—SiO_2系统基础玻璃的相变,指出配合以TG、EGA、EGD以及XRD.SARX可以得到满意的结果。 指出了基础玻璃及微晶玻璃的吸热效应和放热效应的种类和DTA在研究玻璃相变中的应用范围。本文兼作纪念法国学者H·le Chatelier发表DTA研究论文一百周年。     

尼龙用低光活性消光剂的研制

研究了不同改性方法和膜中SiO_2、Al_2O_3、Mn_3(PO_4)_2的相对量对锐钛型TiO_2性质的影响。在碱性解质pH≥7的条件下沉积SiO_2、Al_2O_3和Mn_3(PO_4)_2于TiO_2表面,能得到一种在水和已内酰胺中具有优良分散性的抗光的尼龙用消光剂。     

超细α—Al_2O_3陶瓷粉体的研制

本文提出了明矾石酸法综合工艺流程,着重研究用氨分解法及AACH法从中间产品铵明矾中制取超细α—Al_2O_3的工艺。试验结果表明两种方法都能得到α—Al_2O_3,其颗粒度在0.5μm左右,纯度可达99.8％以上。α—Al_2O_3压坯在1660℃进行烧结保温1h,所得烧结体密度可达理论密度的95％。     

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。     

Al_2O_3膜钝化晶体管的快中子辐照效应

由于Al_2O_3钝化膜具有密度大,对Na~ 离子的阻挡能力强,介电常数约为SiO_2的二倍等优点,因此,我们采用直流反应溅射法对3CK和3CG型小功率管进行了Al_2O_3膜的钝化处理,将钝化了的和未钝化的晶体管进行高能电子,快中子辐照.电子辐照结果表明:钝化晶体管比未钝化晶体管抗辐射能力提高了近半个数量级.     

金与SiO_2—Si界面处结构缺陷的互作用

本文讨论了SiO_2——Si体系中各种结构缺陷的起因与特征,并详细地分析了金与SiO_2——Si界面不规则中心的互作用机理。在给出金界面效应的唯象模型的基础上予言了硅片表面质量控制及消除界西局域态的新途径。     

V_2O_5和SiO_2-V_2O_5导电膜的制备及性质

离子交换法制得V_2O_5凝胶和SiO_2含量低于50％(mol)的SiO_2-V_2O_5凝胶。借助透射电镜和电子衍射仪,研究了凝胶的结构,并用DTA-EGA和XRD分析了热处理过程中凝胶的物理化学变化。浸涂法制得V_2O_5和SiO_2-V_2O_3导电膜。凝胶具纤维状结构并含有V_2O_5·H_2O晶子。热处理温度影响膜的状态和电导率。电导率随温度升高,在305～315℃达最大值0.3 Ω~(-1)cm~(-1),温度进一步提高时将导致V_2O_5晶化和电导率下降。SiO_2的掺入提高膜的抗划伤强度并阻缓V_2O_5晶化,但是降低了电导率。     

P_2O_5-Al_2O_3-H_2O系统的水热结晶

本文研究了某些碱性添加物对P_2O_5-Al_2O_3-H_2O系统水热结晶的影响。它们在一定程度上表现出结构导向作用,结晶产物依添加物之种类而变。本文还研究了Al_2O_3源、反应物组成、温度、结晶时间及高压釜内衬材质等因素的影响。实验结果表明,P_2O_5-Al_2O_3-H_2O体系的结晶行为比SiO_2-Al_2O_3-H_2O体系复杂得多,易生成多种结晶相,其中一些具有三维骨架结构。     

用MOS结构高频C—V技术测量Si—SiO_2系统可动电荷

本文介绍了MOS结构中Si—SiO_2系统可动电荷的一种测量方法—温度—偏压法(简称B—T法)。给出用MOSC—V技术测量Si—SiO_2系统可动电荷的原理和分析方法,对测量中出现的问题作了定性的分析。该测量方法具有简单易行、直观性强、计算方便等优点。适用于工厂中做一般的工艺监控。