直流等离子体喷射CVD技术制备自支撑金刚石膜的新结构和新形貌

采用30kW高功率直流等离子体喷射CVD技术制备了自支撑金刚石膜的新型结构,通过使甲烷与氢气的浓度比随沉积时间变化的方法,制备了两层、三层和四层结构.扫描电镜结果显示所制备的层结构是由柱状晶和非常细晶粒组成的,而拉曼谱结果表明这层细晶粒具有纳米金刚石的激光散射特征.在甲烷与氢气的浓度比超过15;的沉积条件下,我们发现一种新形貌,这种形貌是由具有非常好的刻面的晶粒构成的.     

利用小角度X射线散射测定八水氧氯化锆中锆结构

利用小角度X射线散射（SAXS）测量八水氧氯化锆溶液中锆的存在形式,结果表明锆在溶液中大部分是以多聚体形式存在,尤其是酸度极易对锆的聚合度产生影响。研究了八水氧氯化锆浓度、加热处理、放置时间及HCl浓度等因素对锆在溶液中存在形式的不同影响：以0.0~5.0 mol·L^-1 HCl为溶剂,配制10~300 g·L^-1的氧氯化锆溶液,并考虑对溶液分别进行加热和长时间放置处理。对所配溶液进行了SAXS测试,利用Guinier方程计算了溶液中粒子的回转半径(R_g),同时利用求解最小封闭圆柱体问题的CYLview软件对溶液中锆的不同多聚体结构进行模拟计算,得到不同结构的理论R_g;通过比较R_g的实验值和计算值,确认不同条件锆液中锆粒子存在的主要形式。结果表明锆存在形式受酸度、浓度等多个因素的影响,尤其HCl的浓度是影响锆液中锆多聚体聚合度的关键;当不添加HCl时,低锆浓度溶液中锆的聚合度相对较高。     

利用小角度X射线散射测定八水氧氯化锆中锆结构

利用小角度X射线散射（SAXS）测量八水氧氯化锆溶液中锆的存在形式,结果表明锆在溶液中大部分是以多聚体形式存在,尤其是酸度极易对锆的聚合度产生影响。研究了八水氧氯化锆浓度、加热处理、放置时间及HCl浓度等因素对锆在溶液中存在形式的不同影响：以0.0~5.0 mol·L^-1 HCl为溶剂,配制10~300 g·L^-1的氧氯化锆溶液,并考虑对溶液分别进行加热和长时间放置处理。对所配溶液进行了SAXS测试,利用Guinier方程计算了溶液中粒子的回转半径(R_g),同时利用求解最小封闭圆柱体问题的CYLview软件对溶液中锆的不同多聚体结构进行模拟计算,得到不同结构的理论R_g;通过比较R_g的实验值和计算值,确认不同条件锆液中锆粒子存在的主要形式。结果表明锆存在形式受酸度、浓度等多个因素的影响,尤其HCl的浓度是影响锆液中锆多聚体聚合度的关键;当不添加HCl时,低锆浓度溶液中锆的聚合度相对较高。     

采用DC Arc Plasma Jet CVD方法沉积微/纳米复合自支撑金刚石膜

在30kW级直流电弧等离子体喷射化学气相沉积(DC Arc P lasm a Jet CVD)设备上,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过调节甲烷浓度以及控制其他沉积参数,在Mo衬底上沉积出微/纳米复合自支撑金刚石膜。实验表明,当微米金刚石膜层沉积结束后,在随后的沉积中,随着甲烷浓度的增加,金刚石膜表面的晶粒大小是逐渐减小的。当甲烷浓度达到20%以上时,金刚石膜生长面晶粒呈现菜花状的小晶团,膜体侧面已经没有了粗大的柱状晶,而是呈现出光滑的断口,对该层进行拉曼谱分析显示,位于1145 cm-1附近有一定强度的散射峰出现。这说明所沉积的晶粒全部变为纳米级尺寸。     

A novel power UMOSFET with a variable K dielectric layer

A novel split-gate power UMOSFET with a variable K dielectric layer is proposed.This device shows a 36.2% reduction in the specific on-state resistance at a breakdown voltage of 115 V,as compared with the SGE-UMOS device.Numerical simulation results indicate that the proposed device features high performance with an improved figure of merit of Qg × RON and BV2/RON,as compared with the previous power UMOSFET.     

A novel high-voltage light punch-through carrier stored trench bipolar transistor with buried p-layer

A novel high-voltage light punch-through(LPT) carrier stored trench bipolar transistor(CSTBT) with buried p-layer(BP) is proposed in this paper.Since the negative charges in the BP layer modulate the bulk electric field distribution,the electric field peaks both at the junction of the p base/n-type carrier stored(N-CS) layer and the corners of the trench gates are reduced,and new electric field peaks appear at the junction of the BP layer/N drift region.As a result,the overall electric field in the N drift region is enhanced and the proposed structure improves the breakdown voltage(BV) significantly compared with the LPT CSTBT.Furthermore,the proposed structure breaks the limitation of the doping concentration of the N-CS layer(NN CS) to the BV,and hence a higher NN CS can be used for the proposed LPT BP-CSTBT structure and a lower on-state voltage drop(Vce(sat)) can be obtained with almost constant BV.The results show that with a BP layer doping concentration of NBP = 7 × 1015 cm-3,a thickness of LBP = 2.5 μm,and a width of WBP = 5 μm,the BV of the proposed LPT BP-CSTBT increases from 1859 V to 1862 V,with NN CS increasing from 5 × 1015 cm-3 to 2.5 × 1016 cm-3.However,with the same N-drift region thickness of 150 μm and NN CS,the BV of the CSTBT decreases from 1598 V to 247 V.Meanwhile,the Vce(sat) of the proposed LPT BP-CSTBT structure decreases from 1.78 V to 1.45 V with NN CS increasing from 5 × 1015 cm-3 to 2.5 × 1016 cm-3.     

微/纳米多层金刚石自支撑膜的制备及生长特性的研究

在30kW级直流电弧等离子喷射化学气相沉积装置下,采用Ar-H2-CH4混合气体,通过控制工艺参数,在钼衬底上分别制备了普通微米自支撑膜及多层金刚石自支撑膜并对其进行研究.结果显示,同普通微米膜相比,多层膜体是由微米晶金刚石层和纳米晶金刚石层组成,表面光滑,微米层与纳米层间具有相互嵌套式的界面;多层膜中各层膜体的内应力沿生长方向有明显变化,出现一个从压应力到拉应力变化的过程;在沉积过程中,随着层数变化,膜体的生长速率也发生相应的变化.     

直流电弧等离子喷射CVD中控制生长(111)晶面占优的金刚石膜

运用光发射谱(OES)技术对大功率直流电弧等离子喷射CVD金刚石膜的气相沉积环境进行了原位诊断,研究了气相环境中主要含碳基团的浓度及分布与沉积参数的关系,发现了C2基元比其他基元对沉积参数更加敏感.利用光发射谱对C2基元发射强度的监测,实时调控沉积各参数,在大功率直流电弧等离子喷射CVD中实现了(111)晶面占优的金刚石膜的可控生长,I(111)/I(220)XRD衍射峰强度的比值达48.