Nb/A1-AlO_X/Nb隧道结的制备研究

通过改进RIE的刻蚀工艺和绝缘层的生长工艺,在SiO2/Si衬底上制备出了性能良好的超导Nb/A1-AlOX/Nb隧道结。采用CF4作为刻蚀气体,降低了RIE对结势垒层和衬底SiO2层的刻蚀。使用PECVD生长绝缘层SiO2,改善了绝缘性能,从而降低了隧道结的漏电流。     

Nb/Al-AlO_x/Nb隧道结制备中压控电压源阳极氧化工艺研究

采用计算机程控的压控电压源阳极氧化模式研究制备出自对准Nb/Al-AlOx/Nb隧道结的绝缘层Nb2O5/Al2O3/Nb2O5。研究了氧化电压、氧化层的厚度和氧化时间的关系。当阳极氧化电压变化率低于8V/min时,阳极氧化层的厚度基本取决于氧化电压的大小,而与氧化电压变化率无关。我们已采用电压源阳极氧化技术成功制备出超导Nb/Al-AlOx/Nb隧道结。     

纳米隧道结的制备和特性研究

结合对向靶直流磁控溅射技术、微电子光刻方法和原子力显微镜阳极氧化加工方法制备了实用的纳米钛-钛氧化线-钛隧道结，钛膜的厚度为3.02nm.钛氧化线的宽度为60.5nm，在室温下此隧道结的I-V曲线表现出明显的库仑阻塞效应. 关键词： 原子力显微镜阳极氧化 钛氧化线 隧道结 库仑阻塞效应     

用电子束蒸发制作Nb超导薄膜和Nb隧道结

本文报道了在10~(-5)—10~(-6)托的高真空下用电子束蒸发制作高质量的Nb超导薄膜的实验结果,Nb膜的临界温度T_c可以达到9.2K,接近大块纯Nb的T_c值(～9.3K)。研究了薄膜厚度、蒸发速率、衬底温度和真空度等淀积条件对Nb膜T_c的影响。用X射线衍射、电子显微和表面分析等方法分析了Nb膜的成分和结构。 用热氧化、直流辉光放电氧化和射频氧化等方法制成了Nb-NbO_x-Pb隧道结,通过表面分析研究了氧化位垒层的成分。对Nb隧道结的稳定性作了初步考察,40个串联结经过61次室温-4.2K之间的热循环和在室温下保存200天以上,结的I-V特性没有显著变化。     

高质量的光刻胶图型及它对Nb／AlOx—Al／Nb隧道结制备的影响

本文用选择铌膜刻蚀或选择铌膜阳极氧化过程研究了全铌隧道结Ｎｂ／ＡｌＯｘＡｌ／Ｎｂ的制备．借助于ＳＥＭ，利用曝光后烘烤处理研究了高质量光刻胶图形的制备工艺，并分析了其对铌结特性的影响．结面积为７μｍ２的铌结具有典型的ＩＶ曲线，在４．２Ｋ时，他们的特性参数Ｖｍ～２０ｍＶ，能隙电压Ｖｇ～２．７ｍＶ，临界电流密度Ｊｃ～３０００Ａ／ｃｍ２，比电阻ρｎ～１μΩｃｍ２．这些铌结能够被直接应用于ｄｃＳＱＵＩＤ．     

Nb/Al-AlO_x/Nb隧道结的制备

本文报道了在射频磁控溅射装置上Nb/Al-AlO_x/Nb隧道结的制备工艺和所获得的结果。对SIS三层结构形成时基片的温度、势垒,以及电极形成方法等问题进行了讨论。     

约瑟夫逊隧道结的制造工艺及其四端子电阻的研究

一、引言 为了得到性能良好的约瑟夫逊铅隧道结,两层铅膜间的氧化层必须均匀、致密,厚度约为10—20埃,其间没有大面积漏洞,也不允许夹杂着氧化铅以外的大颗粒杂质。但是直接观测这一势垒层的状态和铅、氧离子的扩散活动是很困难的,因而广泛采用的判据是反映了氧化层状态的宏观隧道电阻R_T。大量的实验表明,对于性能良好的结,R_T应为数毫欧到数百毫欧。在结的储存过程中,伴随着铅膜与氧化层内原子与离子的扩散,结     

Nb/Al-AlO_x/Nb超导隧道结的制备

在高阻硅衬底上采用光刻、直流磁控溅射、反应离子刻蚀(RIE)、等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)等方法研究制备了高质量的Nb/Al-Al Ox/Nb超导隧道结。在4.2K下,测量了直径8μm的圆形结样品,得到临界电流密度约为1.6k A/cm2,漏电流约为50μA。制结工艺流程的重复性较好。     

Nb/Al-AlOx/Nb隧道结的制备

本文报道了在射频磁控溅射装置上Nb/Al-AlO_x/Nb隧道结的制备工艺和所获得的结果。对SIS三层结构形成时基片的温度、势垒,以及电极形成方法等问题进行了讨论。 关键词：     

Pb-In合金超导隧道结的制作工艺和热循环稳定性的研究

研究了不同条件下制作的Pb-In合金膜的热循环稳定性,以及用不同氧化方法制作的Pb-In合金隧道结的热循环稳定性。用直流辉光放电氧化制作的隧道结可以在室温下保存几个月和经受6—7次室温与4.2K之间的热循环,结的特性没有显著变化。     

Si在水汽中氧化传质机制的H218O/H216O同位素示踪研究

采用同位素H₂¹⁶O/H₂¹⁸O接续氧化同位素示踪方法,研究了单晶硅在1100 ℃水汽中氧化的微观传质机制.在H₂¹⁶O,H₂¹⁸O分别氧化和H₂¹⁶O/H₂¹⁸O接续氧化处理后,研究氧化产物形态和结构.并用二次离子质谱仪(SIMS)研究了同位素 关键词： 同位素示踪 2¹⁸O')" href="#">H₂¹⁸O 替位扩散 硅     

Oxide reliability improvement controlling microstructures of substrate/oxide and oxide/gate interfaces

For future ULSIs, the oxide reliability problem is a key issue to realize low-power, high-speed devices whilst retaining its reliability. In the MOSFET structure, a gate oxide consists of the substrate/oxide interface, oxide and oxide/gate interface. Therefore, to improve oxide reliability, it is important to control these three component structures individually. In this report, I will describe experiments to control structures of the above two interfaces using: (1) a combination of a closed wet cleaning system and a load-lock oxidation system and (2) an ultra-thin film deposition CVD technique. By controlling these structures, the oxide reliability was improved. Moreover, the interface structure should be carefully controlled in high- k gate dielectrics in future devices.     

Gadolinium oxide high-k gate dielectrics prepared by anodic oxidation

The growth and properties of gadolinium oxide (Gd₂O₃) films prepared by anodic oxidation were investigated. Uniform Gd₂O₃ thin film with good oxide quality was obtained. The X-ray diffraction (XRD) pattern of the Gd₂O₃ films showed that they had a poly-crystalline structure. The dielectric constants of Gd₂O₃ films oxidized at 30 and 60 V are 9.4 and 12.2, respectively. The equivalent oxide thickness (EOT) of the Gd₂O₃ stacked oxide is in the range of 5.8-9.4 nm. The MOS capacitor with Gd₂O₃ exhibits interesting electrical properties. Longer oxidation time reduced the leakage current density for 30 V anodic oxidation but increased the leakage current density for 60 V anodic oxidation. This work reveals that Gd₂O₃ could also be an alternative dielectric for Si substrate and therefore, might pave the way to fabricate CMOS devices in the future.     

碳/碳化硅复合材料静止环境下氧化行为模拟

碳/碳化硅（C/SiC）复合材料是应用于临近空间高超声速飞行器热防护的一种新型防热材料.国内外通过性能测试较多地研究了材料不同制备工艺对抗烧蚀性的影响,提出的抗烧蚀分析理论模型均基于液态氧化膜.而近期开展的C/SiC复合材料管式炉加热实验和试样微观形貌电镜表征显示:常压下,当温度低于1 696 K时,C/SiC复合材料氧化后表面形成了多孔的固态氧化膜.采用压汞法测试了氧化物孔隙.基于孔隙中的气体扩散行为,结合氧化反应动力学关系,建立了一种新的C/SiC复合材料惰性氧化模型.模型预测值与实验结果吻合良好,表明该惰性氧化模型对氧化膜厚度和质量损失具有较好的预测能力.      

铌合金电子结构及其高温氧化行为

为了从电子层面揭示Nb合金高温氧化的物理本质,采用递归法计算了Nb合金的电子态密度、原子镶嵌能、亲和能等电子结构参数,探索Nb合金高温氧化机理.研究表明:氧在Nb中具备较高的扩散速率和溶解度,且氧与Nb较易发生反应,生成氧化物,这使Nb的抗高温氧化性较差.原子镶嵌能的计算结果表明,合金元素Ti,Si,Cr在基体中稳定性较低,易向Nb合金表面扩散,形成富Ti,Si,Cr的表层.合金表层中氧与Nb,Ti,Si,Cr间具有较大亲和性,可以生成相应的氧化物,形成对合金具有保护作用的氧化膜. 关键词： 递归法 高温氧化 Nb合金     

H2O对N复合氧化膜Cr2O3作用机制的理论研究

本文基于第一性原理方法,研究水对N复合氧化膜Cr2O3的作用机制。结果表明N的复合影响H2O在表面的吸附位点及吸附高度,N的溶入与Cr形成稳定作用,减缓H2O对表面Cr-O间的破坏作用,改善氧化膜表层结构,提高表面电化学稳定性。因此,N的复合可增强氧化膜对H2O的作用,同时改善氧化膜的结构稳定性,从而提高不锈钢的抗氧化性。     

Fe-Cr-Al合金高温氧化行为电子理论研究

从电子层面系统研究Fe-Cr-Al合金氧化膜的形成机理,杂质硫对氧化膜黏附性的影响,稀土元素在改善氧化膜黏附性方面的作用,揭示合金氧化的物理本质.研究表明氧使Al在合金表层的环境敏感镶嵌能最低,促使Al原子从合金内部向合金表面扩散,最终在合金表面偏聚.由于氧与Al间的亲和力较大,氧原子易与Al结合生成Al2O3保护膜.杂质S在基体/氧化膜界面的环境敏感镶嵌能较低,可通过扩散偏聚在基体/氧化膜界面,削弱氧化膜与合金基体的结合力.当合金中加入Y后,Y易与S结合形成稳定的硫化物,阻碍S向基体/氧化膜界面的偏聚,显著提高氧化膜的黏附性,提高合金抗高温氧化能力.     

In situ X-ray photoelectron spectroscopy study of the oxidation of CuGaSe2

The thermal and native oxidation of CuGaSe₂ thin films was studied by in situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The special design of the XPS chamber allowed to measure XP-spectra under oxidizing gas atmospheres at pressures of up to 5 mbar (in situ) or in ultra high vacuum (UHV). During thermal oxidation, the formation of predominantly Ga₂O₃ and some amount of SeO₂ were observed, but no copper oxides could be detected in the near surface region of the thin films. The same oxides were found after native oxidation in air under ambient conditions. Only after long term native oxidation for longer than 4 months Cu(OH)₂ was detected. An additional sodium oxide compound formed at the thin film surface, Na_xO and Na₂CO₃ after thermal and native oxidation, respectively. The amount of these sodium oxide compounds depends on the Na content on the as prepared surface. The formation of SeO₂ under humid conditions at 100 °C was found to depend on the surface composition of the thin film.