大面积低能电子束快速退火在4ETPM电路制作中的应用

在制造VLSI集成电路中,用快速的束退火技术代替常规的高温退火可以保证晶格损伤的恢复,而且杂质再分布大大减小.从而满足浅结和速度方面的要求,这种束退火技术日益为人们所重视.例如快速的电子束对VLSIMOS器件的快速退火;利用多次扫描电子束对As~+注入n-沟MOS器件的源漏的快速退火等.本文描述了用一种新型的低能大面积冷阴极电子束的退火技术,并在4ETPM-LSTL(低功能肖特基电路)制作中的应用.     

硅全离子注入的GaAs双栅MESFET

本文研究了硅全离子注入的平面型GaAs双栅MESFET.有源层注入条件为110ke V、3.5×10¹²cm^-2,接触层注入条件为50keV、8×10¹²cm^-2,退火条件为800℃30分钟.FET的铝栅1.5×300μm,Au-Ge-Ni为欧姆接触.     

Co与掺杂Si固相反应形成CoSi2接触pn结及反应过程中As的行为研究

研究经扩散或离子注入掺B、P、As的硅表面上形成自对准CoSi_2薄膜接触和pn结技术.采用离子束溅射Co膜和Co/Si快速热处理(RTP)固相反应形成CoSi_2薄膜.在掺杂Si上形成CoSi_2薄膜以后,薄层电阻可下降一个数量级.对AS离子注入样品中,研究了不同硅片热处理工艺对As在Co/Si反应过程中再分布的影响.实验结果表明,对于CoSi_2形成之前杂质先经激活退火的硅样品,As在Co/Si固相反应过程中发生显著的“雪犁”效应,而在CoSi_2形成之前未经激活退火的样品,在杂质激活和Co/Si固相反应共退火过程中,As的行为则有明显不同.扩展电阻和电学测试表明,用这两种不同热处理工艺,在CoSi_2/Si界面处均可获得较高的载流子浓度,形成的CoSi_2接触pn结具有良好的二极管I-V特性,其反向漏电流明显小于对比实验的Al/Si接触pn结.     

白光快速退火注Si￣＋砷化镓的X射线双晶衍射谱

对注Ｓｉ￣＋的ＧａＡｓ样品（注入能量１８０ｋｅＶ、剂量５×ｌ０￣（１２）～１０￣（１５）ｃｍ￣（－２）采用白光快速退火，测量其χ射线双晶衍射谱并结合背散射，Ｈａｌｌ测量结果，分析了注入引起的应变及掺杂机理。根据电学测量结果用迁移率理论计算了补偿比．结果表明：ＧａＡｓ中Ｓｉ￣＋注入掺杂，在低剂量注入时，Ｓｉ的两性是影响激活率的主要原因；高剂量注入时，残留间隙Ｓｉ原子的存在是导致激活率低的主要因素。     

三氧化二砷联合~(125)I粒子植入抑制肺癌移植瘤小鼠肿瘤生长

观察不同剂量As_2O_3联合~(125)I粒子植入对肺癌移植瘤小鼠的抑瘤作用和安全性。构建肺癌异种移植瘤小鼠模型,当肿瘤体积达到约300 mm~3时,将小鼠随机分为6组,连续治疗15 d。测量小鼠肿瘤瘤径、体重、饮食,检测小鼠血清ALT、AST、LDH、CK、BUN、Cr浓度及脏器指数,HE染色评估主要脏器组织病理学变化。结果显示:与模型组相比,单用As_2O_3以及As_2O_3联合~(125)I粒子植入使小鼠饮食量和体重减少;单用As_2O_3(2.5 mg/kg、5 mg/kg)、~(125)I粒子(0.7 mci)治疗组以及联合治疗组均能明显抑制小鼠肿瘤生长(P0.05);联合治疗组抑制作用优于单用As_2O_3和~(125)I粒子植入组(P0.001);联合治疗组对小鼠血清生化功能及脏器指数无明显影响(P0.05),组织病理学观察未见明显异常。综上,As_2O_3联合~(125)I粒子植入能够抑制肺癌移植瘤小鼠肿瘤生长,且优于单用As_2O_3和~(125)I粒子植入,方法安全可行。     

In/TiO_2/Si MOS制备及电学特性

利用直流磁控溅射技术在P型Si(100)衬底上制备了TiO_2薄膜,将制备好的TiO_2薄膜分别在700、800、900、1000、1100℃下空气中退火1 h.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、安捷伦半导体器件分析仪对薄膜样品进行表征.XRD测试结果表明:原样品为锐钛矿相结构,随着退火温度的升高,样品由锐钛矿相结构逐渐转变为金红石相结构,而经900、1000、1100℃退火后样品为金红石相结构,且退火后样品的晶粒尺寸明显增大;电学性能测试表明:退火后的TiO_2薄膜样品构成的MOS器件漏电流密度很小,即制备的TiO_2薄膜样品在MOS器件制备与应用领域有很好的前景.     

CoSi2／Si结构中杂质离子注入及自对准硅化物MOS器件技术

研究了一种新型自对准硅化物ＭＯＳ晶体管制备技术，通过Ｃｏ／Ｓｉ固相反应在源漏区和栅电极表面形成一层自对准的低电阻率ＣｏＳｉ＿２薄膜，在ＣｏＳｉ＿２／Ｓｉ结构中进行杂质离子注入，用计算机模拟程序对离子注入杂质分布及损伤进行计算，选择适当的注入能量，使注入的杂质浓度峰值位于ＣｏＳｉ＿２／Ｓｉ界面附近，经快速退火，可获得界面载流子浓度较高、性能优良的增强型和耗尽型ＮＭＯＳ晶体管。该文还研究了注入在ＣｏＳｉ＿２／Ｓｉ结构中的杂质在不同的热处理条件下的分布变化，结果表明，磷在热处理过程中，存在向硅衬底较强的扩散趋势，而硼则明显不同。     

溶胶-凝胶法制备具有室温铁磁性的Ti0.975Co0.025O2纳米颗粒

采用溶胶-凝胶工艺制备了磁性Co掺杂TiO2基稀磁半导体的纳米颗粒,在空气氛围中以不同温度对样品进行退火处理.通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.使用振动样品磁场计(VSM)测试样品磁性能.研究发现:退火温度较低时样品为锐钛矿结构,在823 K时出现少量金红石相,当退火温度为873 K时,样品基本转变成金红石结构,同时析出少量CoTiO3.退火温度同时对样品的磁性有较大影响.随着退火温度的升高,样品室温下的M-H曲线由顺磁形式向铁磁形式转变.退火温度为873 K时,我们得到了具有室温铁磁性的Ti0.975Co0.025O2纳米颗粒.     

退火时间对纳米CoFe2O4/SiO2复合薄膜结构和磁性的影响

利用溶胶-凝胶旋涂法制备了纳米CoFe2O4/SiO2复合薄膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜、振动样品磁强计对样品的结构和磁性进行了研究.结果表明,随着退火时间的延长,样品中CoFe2O4的晶粒尺寸和晶格常数变大.随着晶粒尺寸的增加,样品的矫顽力变大,当退火温度为3 h时,样品垂直和平行膜面的矫顽力分别为246 kA·m-1和198 kA·m-1,样品具有较明显的垂直磁各向异性.     

Mg_xZn_(1-x)O薄膜样品制备及其结构与带隙分析

利用共溅射技术制备了MgxZn1-xO薄膜样品,研究了Mg的掺杂浓度对其晶体结构、光学带隙的影响,退火环境与温度对其晶体结构、表面形貌的影响.通过对XRD图的分析表明,所制MgxZn1-xO薄膜样品为六角纤锌矿结构,且随着x值的增大,样品的晶格常数c逐渐减小;对比真空环境下,氧气中退火温度为500~600℃时更有利于提高样品的结晶质量.对吸收谱的分析表明随着Mg掺杂浓度增大,样品的吸收边向短波方向移动,带隙增大.     

热处理对Fe81Zr7Nb2B10合金的结构及巨磁阻抗效应的影响

采用单辊快淬法制备Fe81Zr7Nb2B10非晶合金薄带,研究退火温度(Ta)对Fe81Zr7Nb2B10合金结构及巨磁阻抗(GMI)效应的影响.结果表明:Fe81Zr7Nb2B10非晶合金530 ℃退火,α-Fe晶体相从非晶基体中析出;750 ℃退火,有Fe2Zr化合物析出.670 ℃退火后样品的GMI最高,随外加纵向磁场的增加,低频下该样品的GMI效应不断减小,高频下GMI效应先升高达到一个峰值然后减小.     

N离子注入金刚石膜方法合成的CNx膜的成键结构

使用N离子（能量分别为10keV,60keV)注入金刚石膜方法合成CNx膜，用Raman光谱和XPS光谱研究注入前后金刚石膜的成键结构。结果表明，金刚石膜经10keVN离子注入后，在Raman光谱中出现一个较强的金刚石峰（1332cm^-1)和一个弱的石墨峰（G带，-1550cm^-1)。而XPSN1s资料显示两个主峰分别位于～398.5eV和～400.0eV。金刚石膜经60keVN离子注入后，N1sXPS光谱中的主峰位于～400.0eV；相应地，Raman光谱中的石墨峰变得较强，通过比较，对注入样品的XPS谱中N1s的成键结构作如下归属：～400.0eV属于sp^2C-N键；～398.5eV则属于sp^3C-N键。     

150 keV电子辐照下SiO_2玻璃的性能及其缺陷演化规律

研究150 ke V电子辐照下SiO_2玻璃的性能及其缺陷演化规律.光学和电学性能分析结果表明,随着辐照注量的增大SiO_2玻璃的光谱透过率和平均电阻逐渐下降.电子顺磁共振谱和红外光谱分析结果发现,150 keV电子辐照下SiO_2玻璃内部产生E'-center类型的缺陷,这是150 keV电子辐照下SiO_2玻璃光学性能发生退化的主要原因.     

工业CT阵列探测器串扰率的蒙卡模拟

阵列探测器的串扰率对工业CT系统图像重建有重要影响,通过构建W金属隔板的X射线阵列探测器的物理模型,用蒙特卡罗法模拟了阵列探测的串扰率.结果表明:在X射线能量分别为60keV、100keV、140keV时,W金属隔板能有效降低串扰率.结合MTF函数分析,得出射线能量小于140keV的最佳W金属隔板的厚度为0.3mm.     

ZnO薄膜发光特性的研究

为了研究全色显示中的蓝光问题,用电子束蒸发的方法生长了ZnO薄膜,不同温度对ZnO膜进行退火处理结果表明:退火对电致发光的影响比对光致发光更明显,O2气氛中高温退火样品的发光强度不如低温退火样品,合适的退火温度和退火气氛可以改善ZnO膜薄的结晶状态,使电致发光显著蓝移。     

不同退火气氛下BNT铁电薄膜的制备及其性能研究

采用溶胶凝胶法(sol-gel)并分别在N2和O2中退火,制备了Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNT)铁电薄膜.对样品进行X射线衍射(XRD)测试,用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行表征并用铁电分析仪分析其铁电性能(P-E).实验结果显示样品具有纯BTO钙钛矿晶体结构,均匀致密的表面形貌,很好的铁电性能(Pr25 kV/cm2).在O2中退火的BNT薄膜具有更优异的结构和性能,说明O2环境能够有效抑制退火过程中氧空位的产生.     

用低温光致发光研究Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料的杂质和缺陷

我们对N-GaAs和N-InP单晶及外延层在4.2K和77K下测定了光致发光谱,并用C-V法测定了电学参数,确定了未掺GaAs中的受主杂质主要是C和Si.通过室温离子注入Si和退火处理,证明了GaAs中1.403eV光谱峰与Si及砷空位V_As有关,结合化学及离子微探针分析结果,对未掺InP晶体光谱曲线研究指出,~1.38eV光谱峰是C受主引起的,而1.08和~1.2eV峰分别与磷空位V_p及铟空位V_In有关.     

溶胶-凝胶法制备CoFe2O4/SiO2复合薄膜

以硝酸盐和正硅酸乙酯为原料利用溶胶-凝胶旋涂法在硅基片上制备了CoFe2O4/SiO2复合薄膜.用X射线衍射仪、扫描探针显微镜和振动样品磁强计对样品的结构和磁性进行了研究.结果表明,经700 ℃退火处理的薄膜样品中CoFe2O4的晶粒尺寸为6 nm,样品的矫顽力和饱和磁化强度随着环境温度的降低逐渐增大.     

NbSe2纳米颗粒的制备与表征

采用固相反应法以Nb粉和Se粉为原料,经高能球磨压片后,在Ar气氛中反应合成NbSe2纳米颗粒.利用XRD、SEM、TEM/HRTEM对生成的样品进行表征.研究结果表明:当退火温度达到700 ℃时,样品为菱形NbSe2的六方晶相.     

应用于超大规模集成电路的新材料WSi2的快速热退火形成

用喇曼散射、扫描电镜、转靶X射线衍射、俄歇电子能谱和电阻率的测量研究了共溅射W-Si薄膜经真空15秒快速热退火后形成WSi_2的行为.在331和450cm~(-1)处有两个WSi_2的特征喇曼峰.随着快速热退火温度的升高,WSi_2的晶化不断增强.发现WSi_2中伴有W_5Si_3相存在,但其行为仍显示为WSi_2的特征.