氧等离子体处理条件对poly-SiO2/Si结构平带电压的影响

氧等离子体处理高阻P型、〈100〉硅片上的聚硅烷涂层,制备了SiO2/Si结构.用C-V技术测量其MOS结构平带电压,结果表明平带电压随氧等离子体处理时间、反应室气压和射频功率等条件的改变而变化.平带电压最小可达-0.55～-0.88V,比同一环境热氧化法制备的SiO2/Si结构平带电压小得多.     

聚硅烷的氧等离子体处理特性

红外吸收谱分析表明，聚硅烷Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｐｈｅｎｅｔｈｙｌ ｓｉｌａｎｅ（ＰＭＰＥＳ）在氧等离子体处理后转变成ＰＳｉＯ膜，ＰＳｉＯ中的ｘ在１．５－２．０之间，其高频Ｃ－Ｖ特性曲线的平带电压力正，大小与氧等离子处理条件和ＰＭＰＥＳ厚度有关。     

聚硅烷(紫外光敏材料)的氧等离子体处理特性

红外吸收谱分析表明,聚硅烷（ＰｏｌｙｍｅｔｈｙｌＰｈｅｎｅｔｈｙｌＳｉｌａｎｅ,ＰＭＰＥＳ）在氧等离子体处理后转变成ＰＳｉＯｘ膜,ＰＳｉＯｘ中的ｘ在１．５～２之间,其高频Ｃ－Ｖ特性曲线的平带电压为正,大小与氧等离子处理条件和ＰＭＰＥＳ厚度有关．     

等离子体氢处理对Si—SiO2结构的影响

本文研究了等离子体氢处理对Si-SiO_2结构的影响。结果表明,Si-SiO_2结构经等离子体氢处理后,其界面特性变差。     

在SiO2中掺A1对Au／纳米（SiO2／Si／SiO2）／p—Si结构电致发光的影响

利用射频磁控溅射方法,制成纳米SiO2层厚度一定而纳米Si层厚度不同的纳米（SiO2/Si/SiO2）/p-Si结构和纳米（SiO2:A1/Si/SiO2:A1)/p-Si结构,用磁控溅射制备纳米SiO2:A1时所用的SiO2/A1复合靶中的A1的面积百分比为1%。上述两种结构中Si层厚度均为1-3nm,间隔为0.2nm。为了对比研究,还制备了Si层厚度为零的样品。这两种结构在900℃氮气下退火30min,正面蒸半透明Au膜,背面蒸A1作欧姆接触后,都在正向偏置下观察到电致发光（EL）。在一定的正向偏置下,EL强度和峰位以及电流都随Si层厚度的增加而同步振荡,位相相同。但掺A1结构的发光强度普遍比不掺A1结构强。另外,这两种结构的EL具体振荡特性有明显不同,对这两种结构的电致发光的物理机制和SiO2中掺A1的作用进行了分析和讨论。     

聚酰亚胺,四甲基氢氧化胺对Si—SiO2界面的影响

通过几组对比实验，揭示了聚酰亚胺、四甲基氢氧化胺对Ｓｉ－ＳｉＯ２界面的影响：聚酰亚胺在Ｓｉ－ＳｉＯ２界面上引入正电荷，四甲基氢氧化胺则在Ｓｉ－ＳｉＯ２界面上引入负电荷。     

在SiO2中掺Al对Au/纳米(SiO2/Si/SiO2)/p-Si 结构电致发光的影响

利用射频磁控溅射方法,制成纳米SiO2层厚度一定而纳米Si层厚度不同的纳米(SiO2/Si/SiO2)/p-Si结构和纳米(SiO2∶Al/Si/SiO2∶Al)/p-Si结构,用磁控溅射制备纳米SiO2∶Al时所用的SiO2/Al复合靶中的Al的面积百分比为1%．上述两种结构中Si层厚度均为1—3nm,间隔为0.2nm．为了对比研究,还制备了Si层厚度为零的样品．这两种结构在900℃氮气下退火30min,正面蒸半透明Au膜,背面蒸Al作欧姆接触后,都在正向偏置下观察到电致发光（EL）．在一定的正向偏置下,EL强度和峰位以及电流都随Si层厚度的增加而同步振荡,位相相同．但掺Al结构的发光强度普遍比不掺Al结构强．另外,这两种结构的EL具体振荡特性有明显不同．对这两种结构的电致发光的物理机制和SiO2中掺Al的作用进行了分析和讨论．     

含氧等离子体对低温CVD沉积SiO2钝化性能的改善

对InSb探测器芯片的退化机理进行讨论 ,提出了SiO2 钝化膜中悬键形成的一种新模式 ;为进一步减少界面陷阱及界面态 ,采用含氧原子的等离子体来处理芯片 ,取得了良好效果 ,含氧等离子气氛由N2 O气体高频电离获得。处理后的InSb探测器芯片I V特性明显好转 ;Au/Cr SiO2 InSbMIS结构的C V曲线下降坡明显变陡 ,曲线回滞明显变小 ;红外吸收谱表明SiO2 钝化膜中 H键及 OH键的数量明显减少。     

氧等离子体表面处理对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触的影响

采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀系统,研究了氧等离子体表面处理对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触电阻的影响。利用能量色散X射线光谱仪、光致发光谱和原子力显微镜以及电学测试设备对处理前后样品进行表征分析。结果表明,在最佳的氧等离子体处理条件(ICP功率250 W,射频功率60 W,压强0.8 Pa,氧气流量30 cm³/min,时间5 min)下,欧姆接触电阻为0.41Ω·mm,比参照样品接触电阻降低了约69%。分析认为经过氧等离子体处理后,在近表面处产生了一定数量的N空位缺陷,这些N空位表现为浅能级施主掺杂,有利于欧姆接触的形成。通过采用氧等离子体表面处理工艺制备的AlGaN/GaN HEMT,在+2 V的栅极偏压下获得了0.77 A/mm的最大漏极饱和电流。     

氧等离子体处理对薄势垒增强型AlGaN/GaN HEMT的影响

提出了一种利用薄势垒结构制造增强型AlGaN/GaN HEMT的方法。研究了SiN钝化对薄势垒AlGaN/GaN异质结的影响,并利用其控制沟道中的二维电子气密度。具有10nm SiN介质插入层欧姆接触在800℃下退火可以得到较好的接触性能。栅极区域中的SiN被刻蚀,以耗尽下面的二维电子气,从而使薄势垒AlGaN/GaN HEMT实现增强特性,其阈值电压为50 mV。对介质刻蚀后暴露的AlGaN表面进行氧等离子体处理,与未经处理的器件作对比,发现阈值电压提升到0.5V,栅漏电降低了一个数量级,击穿特性得到改善,但是最大饱和电流密度降低了。     

Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜的室温光致发光

采用射频磁控溅射法,制备了纳米Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜,得到强的可见光致发光,利用傅里叶红外吸收(FTIR)谱和光致发光(PL)谱,对其发光特性进行了研究,在374 nm和712 nm左右观察到强发光峰.用量子限制-发光中心(QCLC)模型解释了其可能的发光机制,认为发光可能源自于SiOx界面处的缺陷发光中心.建立了发光的能隙态(EGS)模型,认为440 nm和485 nm的发光源于N-Si-O和Si-O-Si缺陷态能级.     

SiO_2包覆纳米TiO_2的初步探讨

为了改善纳米TiO2的分散性,利用表面包覆技术,在TiO2的表面形成致密的SiO2膜,以达到改性的目的。讨论了SiO2包覆纳米TiO2的作用、机理和包覆工艺条件,并对包覆后的TiO2通过透射电子显微镜、Z-3000Zeta电位与粒度分布仪以及红外光谱分别进行分析。实验结果表明,包膜后的TiO2表面状态发生了变化,TiO2在水溶液中的分散性能得到明显改善。由红外光谱得知,这种包覆不仅是物理包覆,也是一种化学键合,在TiO2的表面形成Ti—O—Si键。     

B2O3/SiO2比对钡硼硅系微晶玻璃性能的影响

采用固相反应法制备了高膨胀系数的钡硼硅系微晶玻璃,研究B2O3/SiO2比对钡硼硅系微晶玻璃性能的影响,并对其进行了热、力、电性能测试及XRD、SEM分析表征。结果表明:提高B2O3/SiO2比会促进液相烧结的进行,能有效降低烧结温度,并影响晶相组成;但B2O3/SiO2比过高或过低都会破坏材料的力学性能,降低抗弯强度,热膨胀系数和介电常数则随其含量增加呈减小趋势。B2O3质量分数为12%的微晶玻璃在950℃下烧结1h,有大量的方石英相析出,材料的抗弯强度最大。最终制备了具有优良介电性能的微晶玻璃,其热膨胀系数为17.87μ℃-1,抗弯强度为175MPa。     

SiO2/Si波导应力双折射数值分析

采用有限元法对SiO2/Si掩埋光波导制备工艺中的应力变化进行了系统的分析，在此基础上，应用有限差分束传播法(FDBPM)对应力光波导的双折射进行了计算．结果表明上包层的玻璃化过程是SiO2/Si波导形成水平方向和垂直方向应力差的主要原因，相应的应力双折射系数Ｂ在10~－4量级．进一步的分析表明上包层B，P重掺杂可明显减小波导的双折射系数．     

Si/SiO2@Graphene Superstructures for High-Performance Lithium-Ion Batteries

The superstructure composed of various functional building units is promising nanostructure for lithium-ion batteries (LIBs) anodes with extreme volume change and structure instability, such as silicon-based materials. Here, a top-down route to fabricate Si/SiO₂@graphene superstructure is demonstrated through reducing silicalite-1 with magnesium reduction and depositing carbon layers. The successful formation of superstructure lies on the strong 3D network formed by the bridged-SiO₂ matrix coated around silicon nanoparticles. Furthermore, the mesoporous Si/SiO₂ with amorphous bridged SiO₂ facilitates the deposition of graphene layers, resulting in excellent structural stability and high ion/electron transport rate. The optimized Si/SiO₂@graphene superstructure anode delivers an outstanding cycling life for ≈1180 mAh g⁻¹ at 2 A g⁻¹ over 500 cycles, excellent rate capability for ≈908 mAh g⁻¹ at 12 A g⁻¹, great areal capacity for ≈7 mAh cm⁻² at 0.5 mA cm⁻², and extraordinary mechanical stability. A full cell test using LiFePO₄ as the cathode manifests a high capacity of 134 mAh g⁻¹ after 290 loops. More notably, a series of technologies disclose that the Si/SiO₂@graphene superstructure electrode can effectively maintain the film between electrode and electrolyte in LIBs. This design of Si/SiO₂@graphene superstructure elucidates a promising potential for commercial application in high-performance LIBs.     

Influence of irradiation with swift heavy ions on multilayer Si/SiO2 heterostructures

The influence of Xe ions with an energy of 167 MeV and a dose in the range 10¹²-3 × 10¹³ cm^?2 on heterostructures consisting of six pairs of Si/SiO₂ layers with the thicknesses ～8 and ～10 nm, correspondingly, is studied. As follows from electron microscopy data, the irradiation breaks down the integrity of the layers. At the same time, Raman studies give evidence for the enhancement of scattering in amorphous silicon. In addition, a yellow-orange band inherent to small-size Si clusters released from SiO₂ appears in the photoluminescence spectra. Annealing at 800°C recovers the SiO₂ network, whereas annealing at 1100°C brings about the appearance of a more intense photoluminescence peak at ～780 nm typical of Si nanocrystals. The 780-nm-peak intensity increases, as the irradiation dose is increased. It is thought that irradiation produces nuclei, which promote Si-nanocrystal formation upon subsequent annealing. The processes occur within the tracks due to strong heating because of ionization losses of the ions.     

电离辐射对Si_3N_4/SiO_2/Si双界面系统的作用

采用氩离子刻蚀XPS(X光激发电子能谱)分析对S i3N4/S iO2/S i双界面系统进行了电离辐照剖面分析。实验结果表明:电离辐照能将S iO2和S i构成的界面区中心向S i3N4/S iO2界面方向推移,同时S iO2/S i界面区亦被电离辐照展宽。在同样偏置电场中辐照,随着辐照剂量的增加电离辐照相当程度地减少位于S iO2/S i界面区S i3N4态(结合能B.E.101.8 eV)S i的浓度。同时辐照中所施偏置电场对S iO2/S i界面区S i3N4态键断开有显著作用。文中就实验现象的机制进行了初步探讨。     

Bidirectional rectifier with gate voltage control based on Bi2O2Se/WSe2 heterojunction

Two-dimensional (2D) WSe₂ has received increasing attention due to its unique optical properties and bipolar behavior. Several WSe₂-based heterojunctions exhibit bidirectional rectification characteristics, but most devices have a lower rectification ratio. In this work, the Bi₂O₂Se/WSe₂ heterojunction prepared by us has a type Ⅱ band alignment, which can vastly suppress the channel current through the interface barrier so that the Bi₂O₂Se/WSe₂ heterojunction device has a large rectification ratio of about 10⁵. Meanwhile, under different gate voltage modulation, the current on/off ratio of the device changes by nearly five orders of magnitude, and the maximum current on/off ratio is expected to be achieved 10⁶. The photocurrent measurement reveals the behavior of recombination and space charge confinement, further verifying the bidirectional rectification behavior of heterojunctions, and it also exhibits excellent performance in light response. In the future, Bi₂O₂Se/WSe₂ heterojunction field-effect transistors have great potential to reduce the volume of integrated circuits as a bidirectional controlled switching device.     

Si/SiO_2系统电荷对高阻硅基CPW传输损耗的影响

通过高频C-V测试得到实验制备的共平面波导(CPW)下方的Si/SiO2系统电荷主要表现为正电荷,其密度约为4.8×1010/cm2。三种不同衬底上50Ω共平面波导分别为直接制备于高阻硅上、高阻硅氧化层上、去除信号线与地线间的高阻硅氧化层上。20GHz时,测得上述三种CPW的微波传输损耗分别为-0.88dB、-2.50dB及-1.06dB,因此去除线间氧化层使得传输线损耗降低了1.44dB。此外还测试了高阻硅氧化层和除去线间氧化层的高阻硅氧化层上的两种CPW的传输损耗随外加偏压的变化。