双异质外延Si/Al_2O_3/Si薄膜制作的CMOS器件

报道了利用高真空MOCVD外延生长γ氧化铝的技术和利用SOS CMOS的成熟工艺制作双异质外延Si/γ-Al2O3/Si单晶薄膜以及用其研制Si/γ-Al2O3/Si CMOS场效应晶体管、Si/γ-Al2O3/Si CMOS集成电路的初步结果.

新型硅基双异质外延SOI材料Si/γ-Al_2O_3/Si制备

异质外延法是目前制备新型SOI材料的技术途径之一。采用低压化学气相沉积技术(LPCVD)在硅衬底上先外延r-A1-2O-3绝缘单晶薄膜，制备出硅衬底上外延氧化物外延结构r-Al-2O-3／Si(EOS)，然后采用类似SOS薄膜生长的常压CVD(APCVD)方法在EOS上外延硅单晶薄膜，形成新型硅基双异质SOl材料Si／r-Al-2O-3／Si。利用反射高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)及MOS电学测量等技术表征分析了Si(100)／r-Al-2O-3(100)／Si(100)SOI异质结构的晶体结构、组分和电学性能。测试结果表明，已成功实现了高质量的新型双异质外延SOI结构材料Si(100)／ r-Al-2O-3(100)／Si(100)，r-Al-2O-3与Si外延薄膜均为单晶，r-Al-2O-3薄膜具有良好绝缘性能，SOI结构界面清晰陡峭，该SOI材料可应用于CMOS电路的研制。

热退火γ-Al_2O_3/Si异质结构薄膜质量改进

采用高真空MOCVD外延技术，利用TMA（Al(CH_3)_3）和O_2作为反应源，在Si(100)衬底上外延生长γ－Al_2O_3绝缘膜形成γ-Al_2O_3/Si异质结构材料。同时，引入外延后退火工艺以便改善γ-Al_2O_3薄膜的晶体质量及电学性能。测试结果表明，通过在O_2常压下的退火工艺可以有效地消除γ－Al_2O_3外延层的残余热应力及孪晶缺陷，改善外延层的晶体质量，同时可以提高MOS电容的抗击穿能力，降低漏电电流。

GaN/GaAs(001)与GaN/Al_2O_3(0001)外延层光辅助湿法腐蚀行为的比较

研究了用金属有机物气相外延（MOVPE）方法在GaAs(001)衬底上生长的立方相GaN(c-GaN)外延层的光辅助湿法腐蚀特性，并和生长在蓝宝石（0001）衬底上的六方相GaN(h-GaN)外延层的光辅助湿法座蚀特性进行了比较。实验发现c-GaN膜的暗态电流和光电流的变化不同于h-GaN膜的腐蚀电流的变化规律。对引起上述差异的原因进行了简单的讨论。

Al_2O_3/Si(001)衬底上GaN外延薄膜的制备

于2010-11-23批量导入

γ-Al_2O_3/Si(100)薄膜高真空MOCVD异质外延生长

国家计委八五计划,国家计委九五计划

Xe~(23+)离子辐照Al_2O_3的光谱特性

本工作研究460 keV、3 MeV和308 MeV Xe23+辐照Al2O3单晶样品的光致发光特性。从经过460 keV Xe23+辐照后样品的光致发光测试结果可看到,波长为380、413和450 nm的发光峰明显增强,在390和564 nm处出现了新的发光峰。从3 MeV的Xe23+辐照后样品谱的变化可看到,在较低剂量条件下,516 nm(2.4 eV)和564 nm(2.2 eV)处的发光峰随辐照剂量增加而增强,且当剂量增到1×1016cm-2时,564 nm处的发光峰消失,只有516 nm(2.4 eV)处的发光峰较强。从308 MeV Xe23+辐照后样品的光致发光谱中可看到,357 nm(3.47 eV)和516 nm(2.4 eV)处的发光峰随着剂量增加明显增强。辐照后样品的FTIR谱显示:波数在460~510 cm-1和630 cm-1附近的吸收是Al2O3振动模式,经离子辐照后,吸收带展宽;1 000~1 300 cm-1间为Al—O—Al桥氧键的伸缩振动模式,高能辐照后的吸收带向低波数方向移动。

退火对Pb辐照Al_2O_3单晶发光特性的影响

研究了230MeV的208Pb27+辐照Al2O3样品及随后在600,900,1100K高温条件下退火后的光致发光特性。从辐照样品的测试结果可以清楚地看到在波长为390,450nm处出现了强的发光峰。辐照量为1×1013ions/cm2时,样品的发光峰最强。经过600K退火2h后测试结果显示,380nm发光峰剧烈增强,而其他发光峰显示不明显。在900K退火条件下,380nm的发光峰开始减弱,而在360,510nm出现了明显的发光峰,至到1100K退火完毕后380nm的发光峰完全消失,而360,510nm的发光峰相对增强。从被辐照样品的FTIR谱中看到,波数在460~510cm-1间的吸收是振动模式,经过离子辐照后,吸收带展宽,随着辐照量的增大,Al2O3振动吸收峰消失,说明Al2O3振动模式被完全破坏。1000~1300cm-1之间为Al—O—Al桥氧的伸缩振动模式,辐照后吸收带向高波数方向移动,说明其振动模式受到影响。辐照剂量较小的样品,损伤程度相对较低,经退火晶化后,振动模式基本恢复到单晶状态;辐照剂量较高的样品,损伤程度大,退火处理后表面变得较粗糙,振动模式并未出现,说明结构破坏严重。

退火对He注入及随后~(208)Pb~(27+)辐照的Al_2O_3单晶PL谱的影响

利用高能离子研究了110keV的He+注入Al2O3单晶及随后230MeV的208Pb27+辐照并在不同温度条件下退火样品的光致发光的特性.从测试结果可以清楚地看到在375nm,390nm,413nm和450nm出现了强烈的发光峰.经过600K退火2h后测试结果显示,390nm发光峰增强剧烈,而别的发光峰显示不明显.在900K退火条件下,390nm的发光峰开始减弱相反在510nm出现了较强的发光峰,到1100K退火完毕后390nm的发光峰完全消失,而510nm的发光峰相对增强.从辐照样品的FTIR谱中看到,波数在460—510cm-1间的吸收是振动模式,经过离子辐照后,吸收带展宽,随着辐照量的增大,Al2O3振动吸收峰消失,说明Al2O3振动模式被完全破坏.1000—1300cm-1之间为Al-O-Al桥氧的伸缩振动模式,辐照后吸收带向高波数方向移动.退火后的FTIR谱变化不大.

离子注入/辐照引起Al_2O_3单晶的改性研究

600 K温度下用110 keV的He+,Ne+,Ar+离子注入及320 K温度下用230 MeV的208Pb27+辐照Al2O3单晶样品,研究了离子注入和辐照对Al2O3单晶样品结构和光学特性的影响。从测得的光致发光谱可以清楚地看到,所有样品在波长为375,413和450 nm处出现了强的发光峰,且所有5×1016ion/cm2注入样品的发光峰均最强。经过高能Pb辐照后的样品,在390 nm处出现了新的发光峰。透射电镜分析发现在注入氖样品100 nm入射深度以内形成了高浓度的小空洞(1—2 nm),在Ne沉积区域有少量大空洞形成。傅立叶变换红外光谱分析发现,波数在460—510 cm-1间的振动吸收带经过离子辐照后展宽,随着辐照量的增大,该振动吸收强度显著减弱。1 000—1 300 cm-1对应Al-O-Al桥氧伸缩振动模式的吸收带,辐照后向高波数方向移动。对离子注入和辐照对Al2O3单晶样品结构损伤机理进行了初步探讨。

高温注氦及随后230MeV的~(208)Pb~(27+)辐照Al_2O_3的光致发光谱的研究

主要研究了110keV的He~+高温注入Al_2O_3单晶及1.1MeV/u的~(208)Pb~(27+)辐照注氦Al_2O_3样品的光致发光的特性。从测试结果可以清楚地看到在375nm,413nm和450nm处出现了强烈的发光峰。并且在600K,5×10~(16) ions/cm~2剂量点,样品的发光峰是最强的。这表明He~+注入Al_2O_3后使带隙中深的辐射中心复合的效率大幅度提高,极大的增强了其发光强度,而且发光伴随着蓝移现象。而经过高能~(208)Pb~(27+)辐照后的样品,在390nm出现了新的发光峰,从FTIR谱中我们能够看到,可能是~(208)Pb~(27+)辐照相对沉积膜出现一定的晶化,其中含有许多纳米尺寸的Al_2O_3晶粒所致。

蓝紫色ZnO-Al_2O_3-SiO_2长余辉陶瓷

通过高温固相法首次合成并报道了兰紫色ZnO Al2O3 SiO2长余辉陶瓷,系统地研究了其发光和缺陷性质。在强度0.6mW·cm-2,主峰254nm的UVP紫外灯下激发15min,然后关闭激发源,样品发射兰紫色长余辉。撤去激发源以后5s,余辉初始强度为230mcd·m-2,色坐标为(0.1292,0.0984)。暗视场中,8h以后余辉仍然肉眼可辨。样品的紫外可见发射和不同时间的余辉发射光谱显示:荧光发射位于390nm,来源于基质的自致发光;而余辉有两个发射峰,主峰位于390nm,肩峰位于520nm。这表明样品中存在两种余辉发射中心。由余辉衰减曲线可以看出,这两种余辉发光都由一个快过程和一个慢过程组成。其中,慢过程决定了材料的长余辉时间。从时间依赖的余辉强度倒数曲线可以看出,余辉强度与时间成反比,这表明余辉发光的机理为电子空穴复合过程。热释光谱显示:样品分别在92和250℃附近出现两个宽的热释峰,说明材料中至少存在两种具有不同陷阱深度的电子或空穴缺陷中心。

异丁烷-丁烯烷基化反应催化剂的研究Ⅳ.Zr(SO_4)_2和Zr(SO_4)_2/Al_2O_3(SiO_2)

制备了一系列不同焙烧温度的 Zr(SO4) 2 及 Zr(SO4) 2 负载量不同的 Zr(SO4) 2 / Al2 O3(Si O2 )固体强酸催化剂 ,用 XRD、IR、BET、TG- DTA、NH3- TPD、Hamm ett指示剂等方法研究了该催化体系的晶型、结构、比表面、酸量及酸强度随负载量和焙烧温度的变化规律 .将 Zr(SO4) 2 负载在 Al2 O3和 Si O2 两种载体上呈现不同的特性 .在 Al2 O3上明显地延缓了 Zr(SO4) 2 的分解和 Zr O2的晶相转变 .并且使酸量和酸强度有所提高 .研究了异丁烷 -丁烯烷基化反应 ,结果表明 ,对 973和 10 2 3K焙烧的 Zr(SO4) 2 样品 ,活性最好 ,而对 Zr(SO4) 2 / Al2 O3,负载量在 m(Zr(SO4) 2 ) /m(Al2 O3) =0 .5 / 1.0左右时活性最好 .各种样品均具有较高的 C08选择性.