用椭偏光法研究Si-SiO_2过渡层的特性

引言硅与二氧化硅之间的界面态对半导体MOS器件工作特性有重要的影响。近几年来,在这方面的研究及讨论引起了广泛的兴趣.Y,C.Chang对此作了综合性的评述。目前,认为硅与二氧化硅界面间存在一过渡层,它的特性对界面态密度和MOS结构中所观察到的不稳定性有着深刻的联系.T.w.Sigmon等用2Mev He离子探针测得     

硅的优质氧化

一、概述我们知道在六十年代出现的半导体集成电路,是与半导体工艺的发展紧密联系的,其中最重要的是硅平面工艺的发展。硅平面工艺的第一个基本程序就是在硅的表面上通过氧化形成一层二氧化硅膜,这一薄层起着掩蔽扩散、介质隔离和表面保护等关键作用,因此它的质量与制成的器件的特性参数、成品率及可靠性等方面关系极大。六十年代以来,对二氧化硅及硅/二氧化硅界面方面的应用基础研究一直     

氮化铝多层膜制备及其声表面波器件性能表征

采用直流磁控溅射方法,在硅衬底与超纳米晶金刚石衬底上沉积生长了氮化铝(0002)择优取向薄膜,研究了不同衬底对氮化铝薄膜应力的影响,并以此氮化铝多层膜为基础通过光刻加工得到声表面波器件,进而对其声学性能进行了分析。结果表明,在硅基底上沉积的氮化铝薄膜存在压应力,而在超纳米晶金刚石薄膜上生长的氮化铝薄膜表现出拉应力,这可能是因为界面应力平衡诱导产生的结果。氮化铝多层膜声表面波器件表现出较强的共振信号,硅衬底上声表面波器件的频率温度系数为-38 ppm/℃,超纳米晶金刚石夹层的引入可有效改善器件的温度稳定性使频率温度系数减小到-28 ppm/℃,同时也显著地提高了机电耦合系数约达0.3%.     

磁致伸缩/压阻块状复合材料的磁阻性能研究

为了研究磁致伸缩/压阻块状复合材料的磁阻性能,采用Terfenol-D磁致伸缩材料和单晶硅压阻材料层状复合,制备了复合磁阻材料.使用霍尔测试系统在不同磁场下测试了因磁致伸缩材料形变而产生的应变传递给压阻材料、引起压阻材料体电阻率的变化.此外,为了测得更灵敏的体电阻率变化,在单晶硅片上溅射一层200 nm的钽薄膜,测试了因硅片的应变传递给钽薄膜时薄膜的电阻率变化.结果表明:1)采用Terfenol-D/单晶硅层状复合制备出的磁阻复合材料在0~0.40 T磁场变化时,电阻率变化为0.13%;2)采用Terfenol-D/单晶硅/钽薄膜层状复合制备出的磁阻复合材料在0~0.01 T磁场变化时,电阻率变化达到0.03%.结论:将磁致伸缩材料和压阻块材料复合在一起能成功制备出一种高性能的磁阻材料.     

面向高性能GaN基功率电子的器件物理研究

氮化镓(GaN)功率电子器件具有高击穿电压、高工作频率、高电流输出能力以及耐高温等优点,有望成为下一代高效电源管理系统芯片的最佳候选之一.本文从界面态起源、极化能带工程以及可靠性机理等角度分析了GaN基功率电子器件所面临的器件物理挑战,包括栅极阈值不稳定性、高压动态导通电阻退化、高阈值栅技术和栅介质长期可靠性等关键科学问题和技术瓶颈.分析指出(Al)GaN表面的无序氧化可能是GaN基器件表/界面态的主要来源,并有针对性地介绍了界面氮化插入层、极性等离子增强原子层沉积AlN薄膜(Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposited AlN,PEALD-AlN)钝化、F离子注入与高温栅槽刻蚀增强型技术,以及低压化学气相沉积SiNx(Low-Pressure Chemical Vapor Deposited SiNx,LPCVD-SiNx)和O3-Al2O3高绝缘栅介质等提高GaN基增强型器件性能的新型工艺技术.系统分析了国际有关高性能GaN功率电子器件研究的最新进展,及未来面临的机遇和挑战.     

硅基垂直腔面光发射器件的研制

为了实现与现有集成电路工艺兼容的全硅基发光器件,提出了一种新型硅基垂直腔面光发射器件结构。它采用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法制备的非晶硅(或非晶氮化硅)/二氧化硅交替生长的多层薄膜结构为分布式Bragg反射器(DBR),以夹在上下两个Bragg反射器之间的非晶碳化硅薄膜为中间发光层。通过设计与模拟,分析了DBR中薄膜生长顺序与层数对器件性能的影响。最后研制出光致红光发射器件和电致蓝绿光发射器件,并给出了它们的光致和电致发光谱。结果显示了在光致和电致激发下非晶碳化硅的发光和DBR对光谱的限制增强作用。     

碳纳米管薄膜场效应晶体管的初步研究

硅电子器件是微电子科技中最重要的一类器件,它对二十世纪的科技发展起了重要的影响。但是小型化,高速,低能耗和散热的问题,使硅器件越来越难满足发展的需求。碳以很多形式出现,如金刚石,石墨,富勒烯和纳米管,无定型碳等。和氢结合以后,可以得到一系列的有机物。碳基材料范围很广,包括小分子和聚合物,它们包括绝缘体,半导性能和导电聚合物,具有开关性能,具有超导性能和磁性能等。将来碳基电子将有可能取代硅电子器件。固态碳有两种成键方式,sp3和sp2成键形式。在它的sp2成键形式中,如富勒烯和石墨,碳是半导体性能的。富勒烯的衍生物如C60和C70已经被用于制备有机薄膜晶体管。石墨本身尽管在电子器件中没有很多的应用,但是如果它按一定角度卷成管状——纳米碳管。碳纳米管具有独特的电学和力学性能,自1991年被发现以来,立即引起了各国科学家的广泛兴趣,其研究热情有增无减。由碳纳米管制备纳米电子器件,这可能是集碳纳米管各种物理化学性能于一体的,实现其巨大潜能的终极目标。     

在离子束混合下磁性多层膜的磁电阻与感生磁各向异性现象

本实验表明在磁场中进行离子束（Au^ ）混合处理的AuFe多层膜，超顺磁和非超顺磁的磁矩都对磁电阻有贡献，并且表现对于磁场的不对称性。这与在磁场离子下离子束混合造成的感生磁各向异性有关。并且离子束混合可以使磁阻增加5倍左右。本实验同时发现不均匀的微结构对磁阻有重要贡献。     

磁悬浮球体磁阻电机的三维磁场分析

磁悬浮球体磁阻电机的磁场分析计算是比较复杂的问题,因为其定、转子结构和磁场分布呈现三维性.通过三维磁场数值计算,对磁悬浮球体磁阻电机的磁分布进行分析,绘制出电机定子在不同电流下定子凸极与转子凸极不同位置的磁通密度分布曲线.     

考虑饱和的开关磁阻电机径向电磁力解析建模

为了对开关磁阻电机径向电磁力进行快速计算和分析,提出了一种开关磁阻电机电磁力的解析计算模型.该模型考虑了饱和的影响,且能够反映电磁力的分布特征.基于磁通管法推导了磁动势和等效磁导,通过磁势乘磁导建立气隙磁场模型;分析了饱和对气隙磁场的影响,并引入修正系数对模型进行修正;基于麦克斯韦张量法建立了径向分布电磁力解析计算模型,并通过有限元方法证明了该解析模型的准确性.模型可以反映电磁力与电机结构的关系,适合电机设计和改进,以及振动噪声研究时快速计算电磁力.     

复合体系AgδLa0.60Sr0.40-xAgx-δMnO3的磁电阻效应

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了名义组分为AgδLa0.60Sr0.40-xAgx-δMnO3的多晶样品.研究发现,用Ag+替代Sr2+后,样品的居里温度降至室温附近,并且室温磁电阻比替代前明显增大.在1.8T的磁场下,x=0.30的样品在289K时,Rm=17.0%,因此提高了室温时样品的磁电阻.     

Ag掺杂类钙钛矿Ca(Mn_2Cu_1)Mn_4O_(12)的电磁性能

采用固相反应法制备了系列Ca(Mn2Cu1)Mn4O12/mAg2O多晶类钙钛矿锰氧化物。X射线衍射表明,m≤0.3的样品呈比较纯净的类钙钛矿相,而m>0.3的样品,是由类钙钛矿和金属Ag相组成的复合物。所有样品呈现半导体导电性质,电阻率低于未掺杂的Ca(Mn2Cu1)Mn4O12样品。居里温度测量表明,随着Ag掺杂量的增加,样品的居里温度逐渐升高。对于m=0.3和m=0.6的样品,120K温度和1T磁场下磁电阻比可达-10%左右。     

制备条件和退火对Co／Cu多层膜的巨磁电阻及结构的影响

用射频磁控溅射方法在不同条件下制备了数个系列的Ｃｏ／Ｃｕ多层膜样品，成功地观察到巨磁电阻随Ｃｕ层厚度的振荡行为。对比不同制备条件，发现清洁、较好的背景真空是获得巨磁电阻的关键。真空退火显著地降低了巨磁电阻第一峰的数值，其原因是退火引起的界面状态的微观变化导致相邻Ｃｏ层间的铁磁耦合。然而，对第二峰而言，退火后巨磁电阻值变化较小。用Ｘ－光衍射分析了样品退火后结构的变化     

过度掺杂的La1-xAgxMnO3室温磁电阻研究

对采用溶胶凝胶法制备的不同Ag含量的La1-xAgxMnO3样品进行了研究.观察到Ag的名义含量x为0.3和0.65的样品表现出显著的室温磁电阻,在1.8 T的外场下磁电阻(外加磁场后的电阻和未加磁场的电阻差值比上未加磁场的电阻值)分别达到-23.0%和-22.7%,接近实际应用要求.对其成因进一步分析后发现,在两种不同Ag含量的样品中出现的显著室温磁电阻效应,其形成原因并不相同.     

Cu低掺杂对La0.7Ca0.3MnO3电阻及磁电阻的影响

用溶胶凝胶法制备了Cu低掺杂的La0.7Ca0.3Mn1-xCuxO3(x=0%,1%,2%,3%,4%,5%)系列多晶材料.采用振动样品磁强计测量了系列样品的热磁曲线并获得了相应的居里温度,实验结果表明居里温度随着Cu掺杂量的增加而减少.在77~350 K温度范围内测量了样品的电阻和磁电阻,结果表明样品电阻率与温度的关系均具有明显的电阻峰结构.当x=5%时,开始出现双电阻峰结构;掺杂量x为1%,2%,3%,5%的样品在外场为0.4 T时存在较大的磁电阻极大值,分别为30.5%,25.4%,22.4%,18.8%,均大于未掺杂(x=0%)的13.5%.双交换(DE)模型简单地解释了Cu低掺杂对电阻及磁电阻行为的影响.     

Peculiarity of magnetoresistance of discontinuous ferromagnetic thin films

The magnetoresistive properties of discontinuous ferromagnetic Fe and Co thin films deposited by electron-beam sputtering onto glass substrates at room temperature were investigated. Tunnel magnetoresistance (MR) was observed for all of the as-deposited samples. The maximum MR was observed for Fe thin films with an effective thickness of 17 nm. In the case of the Co thin films, the annealing process led to a change of the type of MR to anisotropic at Co film thicknesses (d_Co) of 15 ≤ d_Co ≤ 25 nm and to positive isotropic at thicknesses of d_Co < 15 nm. By contrast, the MR type of Fe thin films did not change.     

包裹SiO2薄层的Fe3O4纳米颗粒体系中增强的隧穿磁电阻效应

Fe₃O₄是一种半金属材料,在金属磁性氧化物当中有着较高的居里温度(858K), 因此在自旋电子应用当中有广阔的前景。通过在直径大约200 nm的单分散Fe₃O₄微球外包裹一层绝缘的SiO₂壳层而人工引入晶界,再冷压烧结成块状制成样品。与包膜前相比,样品的磁电阻效应大为增强,而且两者磁电阻的行为明显不同,后者在高场下出现一个线性关系,这是由SiO₂ 晶界引起的,相关的探索给出了一条新的提高磁电阻效应的途径。     

颗粒间隧穿体系H-A模型的磁电阻翻转效应

基于HELMAN-ABELES模型,超越传统的一级近似,对磁场相关库仑阻塞下体系的磁输运性质进行了系统的理论分析.我们发现,磁场相关的库仑能隙将引起低温下的正磁电阻发散行为,该行为与自旋极化引起的低温负磁电阻相互竞争,使体系的宏观磁电阻随参数的区域变化呈现出复杂的特征.我们分析了该正磁电阻出现的根本原因,从而指出影响磁电阻的因素除了传统的自旋极化率之外,还有与之效果相反的自旋相关库仑能隙的作用,后者为颗粒体系中的磁电阻效应提供了新的可能来源.     

包裹SiO_2薄层的Fe_3O_4纳米颗粒体系中增强的隧穿磁电阻效应

Fe3O4是一种半金属材料,在金属磁性氧化物当中有着较高的居里温度(858K),因此在自旋电子应用当中有广阔的前景。通过在直径大约200nm的单分散Fe3O4微球外包裹一层绝缘的SiO2壳层而人工引入晶界,再冷压烧结成块状制成样品。与包膜前相比,样品的磁电阻效应大为增强,而且两者磁电阻的行为明显不同,后者在高场下出现一个线性关系,这是由SiO2晶界引起的,相关的探索给出了一条新的提高磁电阻效应的途径。     

Magnetic properties and giant magnetoresistance effect of nanometer Fe-In2O3 granular films

Nanometer ferromagnetic metal-semiconductor matrix Fe-In2O3 granular films are fabricated by the radio frequency sputtering. Magnetic properties and the giant magnetoresistance (GMR) effect of Fex(In2O3)1x granular film samples are studied. The result shows that the magne-toresistance (MR) ratio/0 value of the granular film samples with Fe volume fraction x = 35% is 4.5% at room temperature. The temperature dependence (T = 1.5-300 K) of the MR ratio /0 value of Fe0.35(In2O3)0.65 granular films shows that /0 value below 10 K increases rapidly with the decrease of the temperature, and when T = 2 K,/0 value is 85%. Through the study of the dependence of low field susceptibility on temperature and the hysteresis loops at different temperatures, it has been found that, when the temperature decreases to a critical point TP = 10 K, the change of the structure in Fe0.35(In2O3)0.65 granular films results in the transformation of state from ferromagnetic to spin-glass-like. The remarkable increase of the MR ratio ???/??0 value of Fe0.35(In2O3)0.65 granular films below 10 K seems to arise from the peculiar conducting mechanism of the granular film samples in the spin-glass-like state.