基于SOI技术的单层多晶EEPROM和SONOS EEPROM抗总剂量辐照特性研究

在自行研发的0.8 μm SOI工艺平台上开发了基于SOI技术的单层多晶硅EEPROM(electrically erasable programmable read only memory)和SONOS (silicon-oxide-nitride-oxide-silicon)EEPROM,并进行了抗总剂量辐照实验研究,分析了各种EEPROM结构在抗总剂量辐照下的失效机理.结果表明基于SOI 技术的SONOS EEPROM具有良好的抗总剂量辐照性能,为抗辐照EEPROM电路中的存储单元结构选取提供了依据. 关键词： EEPROM SOI SONOS 辐照 浮栅     

采用硅离子注入改进SIMOX埋氧的抗总剂量辐射性能研究

采用硅离子注入工艺对注氧隔离(SIMOX)的绝缘体上硅(SOI)材料进行改性, 在改性材料和标准SIMOX材料上制作了部分耗尽环型栅NMOS/SOI晶体管, 并对其进行⁶⁰Co γ射线总剂量辐照试验. 通过背栅的I-V特性表征晶体管的总剂量辐照特性. 结果表明, 在埋氧层注硅可以降低NMOS/SOI受辐照引起的背栅阈值电压漂移, 提高埋氧层的抗总剂量能力.     

绝缘层上半导体多晶膜激光再结晶临界条件

从理论的角度分析了绝缘衬底对其上面半导体多晶膜激光熔化再结晶过程的影响, 发现低导热的绝缘层使产生固一液相变的临界激光功率有明显的降低.用喇曼光谱测量了激光再结晶SOI层中的应力. 应力的出现是多晶膜内曾经发生过固一液相的佐证.从这一思想出发, 对LPCVD方法制备的大量SOI 样品进行激光再结晶临界条件的研究, 证明了忽略绝缘层低热导影响的模型不能解释实验结果, 而经过修正的公式则可以较好地拟合实验结果, 关键词：     

绝缘层上半导体多晶膜激光再结晶临界条件

从理论的角度分析了绝缘衬底对其上面半导体多晶膜激光熔化再结晶过程的影响,发现低导热的绝缘层使产生固-液相变的临界激光功率有明显的降低。用喇曼光谱测量了激光再结晶SOI层中的应力。应力的出现是多晶膜内曾经发生过固-液相变的佐证。从这一思想出发,对LPCVD方法制备的大量SOI样品进行激光再结晶临界条件的研究,证明了忽略绝缘层低热导影响的模型不能解释实验结果,而经过修正的公式则可以较好地拟合实验结果。 关键词：     

基于绝缘体上硅晶片的微机电系统红外光源

提出了一种利用微机电系统(MEMS)制造工艺技术制备的硅基微型红外光源。该光源使用绝缘体上硅(SOI)晶片作为基底材料,其上沉积多晶硅材料并通过离子注入工艺实现材料的电阻加热发光特性,SOI晶片上的单晶硅层通过重掺杂实现辐射光背向吸收自加热效应。利用SOI晶片中的掩埋二氧化硅层为刻蚀停止层,通过背面深反应离子刻蚀(DRIE)技术制备微米量级的薄膜发光层结构。光源表面工作温度和辐射光谱分别通过红外热像仪和光谱辐射计测量得到。实验结果表明,该光源在表面温度约700 K时,1.3~14.5μm波长内的能量转换效率约为5.58%,光源的调制频率在50%的调制深度下接近40 Hz。     

脉冲激光对绝缘体上硅材料的损伤机理研究

绝缘体上硅(SOI)材料的激光损伤特性研究对基于该材料的光学器件在激光环境中的应用具有重要价值。本文使用1064 nm脉冲激光对SOI材料进行了辐照实验,在脉冲宽度分别为190 ps和280μs的条件下,测得的损伤阈值能量密度分别为2.5 J/cm2和19.8 J/cm2,SOI材料表面的激光损伤模式也存在明显差别。根据实验结果,利用ANSYS软件的热分析模块,采用有限元方法数值模拟了激光辐照结束后SOI材料内部的温度场分布,并结合损伤形貌的观测对SOI材料的激光损伤机制进行了讨论。     

STM在微细加工中的应用

已提出的各种可能机理有束流引起的化学反应,高电流密度使表面局部区域内原子加热导致的局部原子的蒸发、熔化、再结晶等,有些结构可能是由于污染物或针尖材料在表面上的沉淀而产生的.当样品表面有覆层或处于特定的气体或液体氛围下时,用STM仍可在其上产生各种细微结构,其主要方法可分为两类,其一是电子束光刻,其二是电子束辅助淀积和刻蚀,以下分别进行讨论。     

低压化学气相淀积工艺技术

低压化学气相淀积(LPCVD)设备主要为微电子机械系统(MEMS)在硅基片上淀积Si3N4、Poly-Si(多晶硅)、SiO2薄膜。承担形成微传感器和微执行器的抗蚀层、结构层和牺牲层的加工任务。是MEMS技术中的主要生产工序之一，也可以用于集成电路钝化膜制备。     

激光辐照超音速气流下TA15钛合金和LY12铝合金的热响应

利用超音速气流环境模拟装置,开展了自然对流和马赫数为3切向气流下,1064nm连续激光辐照TA15钛合金和LY12铝合金热响应实验研究,得到了材料在两种条件下的温升曲线及熔穿时间。结果表明:在激光辐照材料未使得其表面发生熔化前,气流对材料激光辐照过程中的冷却效应较为明显,在表面发生熔化时,熔化的液态物质在气流切向力剥蚀作用下被吹离材料表面,使得激光继续作用在材料上,熔化→剥离→熔化→剥离如此反复,可加速熔穿过程;此外,切向气流将影响钛合金这类热扩散系数较低材料的温度场分布,使得气流下游处的温度高于上游,而对铝合金这类热扩散系数较高的材料而言,影响不明显。     

STM在微细加工中的应用

 已提出的各种可能机理有束流引起的化学反应,高电流密度使表面局部区域内原子加热导致的局部原子的蒸发、熔化、再结晶等,有些结构可能是由于污染物或针尖材料在表面上的沉淀而产生的.当样品表面有覆层或处于特定的气体或液体氛围下时,用STM仍可在其上产生各种细微结构,其主要方法可分为两类,其一是电子束光刻,其二是电子束辅助淀积和刻蚀,以下分别进行讨论。     

SOIM新结构的制备及其性能的研究

制备在以SiO2为绝缘埋层的SOI材料上的电子器件存在着自加热问题.为减少自加热效应和满足一些特殊器件/电路的要求，利用多孔硅外延转移技术制备出以二氧化硅和氮化硅为多绝缘埋层的SOI新结构.高分辨率透射电镜和扩展电阻测试结果表明得到的SOIM新结构具有很好的结构和电学性能，退火后的氮化硅埋层为非晶结构.     

光学材料连续波激光热—力破坏效应

着重研究连续波激光对光学窗口材料的热－力破坏，由于激光对光学材料的不均匀加热，造成材料内部产生热应力，而加热的进一步发展，可诱发材料宏观破坏，热－力破坏与激光辐照功率和材料本身热性质有关。文中还研究了玻璃钢化对材料抗激光损伤的影响。     

新型SOANN埋层SOI器件的自加热效应研究

本文提出了一个新型的SOI埋层结构SOANN (silicon on aluminum nitride with nothing),用AlN代替传统的SiO₂材料,并在SOI埋氧化层中引入空洞散热通道. 分析了新结构SOI器件的自加热效应.研究结果表明:用AlN做为SOI埋氧化层的材料, 降低了晶格温度,有效抑制了自加热效应.埋氧化层中的空洞,可以进一步提供散热通道, 使埋氧化层的介电常数下降,减小了电力线从漏端通过埋氧到源端的耦合, 有效抑制了漏致势垒降低DIBL(drain Induced barrier lowering)效应.因此,本文提出的新型SOANN结构可以提高SOI器件的整体性能,具有优良的可靠性.     

钛酸镧薄膜在1064nm/532nm波长激光辐照下的光学特性

采用热蒸发沉积技术制备了钛酸镧(H4)薄膜,研究了1 064nm和532nm波长激光诱导辐照处理后的薄膜折射率、消光系数、激光损伤阈值和损伤过程变迁.结果表明:采用不同波长的激光辐照H4薄膜后,会使其折射率升高,但升高的幅度不大.用1 064nm的激光辐照处理,可将H4膜的激光损伤阈值从10.2J/cm~2提高到15.7J/cm~2(5脉冲辐照),而532nm激光辐照对样品损伤阈值的提高效果不明显.同一样片,1 064nm激光的损伤阈值远远高于532nm的激光损伤阈值.1064nm激光辐照下,H4薄膜经历了轻微损伤、轻度损伤、重度损伤和极度损伤四个缓慢演变的阶段.而532nm激光辐照下,H4薄膜从未损伤到损伤是一个突变的过程,经历了重度损伤和极度损伤的演变阶段.     

强流脉冲电子束辐照诱发纯钼表面的损伤效应及结构缺陷

利用强流脉冲电子束（HCPEB）装置对纯钼表面进行辐照处理,并利用X射线衍射仪,扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）详细分析了辐照表面的微观结构和损伤效应. 1次HCPEB辐照后,纯钼表层积聚了极大的残余应力,多次辐照后表面未融化区域出现大量绝热剪切带,且局部区域发生开裂. 微观结构分析显示,辐照后材料表面形成发散状的位错组态和大量空位簇缺陷;绝热剪切带内部是尺寸为1 μm 左右等轴状的再结晶晶粒. 剪切带造成的材料表面局部软化以及间隙原子偏聚于晶界是材料发生开裂的主要原因. 另外,表面熔化区域可形成尺寸为20 nm左右的纳米晶. 关键词： 强流脉冲电子束 纯钼 绝热剪切带 空位簇缺陷     

激光在半导体电子学中的应用

激光在半导体电子工业生产中已得到日益广泛的应用,这是激光微加工最集中、最重要的应用领域.所谓激光微加工,系指激光与被加工材料互作用区大小在亚毫米至亚微米并且互作用激光能量在毫焦耳范围内的加工.激光微加工的许多技术如激光微调、激光划片、激光标记、激光焊接等等已用于生产线,取得了明显的经济效果.有不少技术还正在深入研究,具有重要的应用前景,如激光再结晶、激光化学气相沉积、激光诱导化学光刻与掺杂等等.特别是半导体集成电路已跨入超大规模集成电路(VLSI)的八十年代,微米乃至亚微米级的微细加工技术已成为电路制造的核心…     

一种新型SOI结构——SiGe-OI材料研究进展

SOI(silicononinsulator ,绝缘层上的硅 )技术和SiGe(silicongermanium ,锗硅 )技术都是微电子领域的前沿技术 .SiGe-OI(SiGe -on -insulator ,绝缘层上的锗硅 )新型材料是最近几年来才出现的一种新型SOI材料 ,它同时具备了SOI技术和SiGe技术的优势 ,因而成为当前微电子研究领域的最前沿课题之一 .文章结合中国科学院上海微系统与信息技术研究所的工作 ,综述了SiGe-OI材料研究情况和应用前景 ,详细介绍了其主要的制备方法 ,最后报道了作者在SiGe -OI材料研究上的一些实验结果 .     

中子辐照诱导钨再结晶的模拟研究

钨作为未来聚变堆偏滤器靶板的候选材料,需要长期服役在高温且受到高能中子辐照的严峻环境,这将导致钨发生中子辐照诱导再结晶,从而提高钨发生沿晶脆断的可能性,威胁偏滤器的运行安全,因此研究中子辐照诱导钨再结晶的物理机制具有重要意义.然而,与最近高通量同位素反应(HFIR)堆高温下中子辐照实验观察到的结果相比,目前考虑辐照增强再结晶驱动力效应的模型低估了中子辐照对再结晶的影响,结果表明仍有其他效应影响再结晶过程.基于此,本文在假设晶界迁移率与自体扩散系数成正比的前提下,引入辐照增强晶界迁移因子(R),建立了新的辐照诱导再结晶动力学模型.模拟结果显示,在综合考虑辐照增强再结晶驱动力和晶界迁移效应后,模型计算出的850℃下达到一半再结晶分数所需要的时间(t_X=0.5)和HFIR堆中子辐照实验结果相符,这表明辐照增强晶界迁移效应是影响辐照诱导再结晶现象的重要因素之一.另外,模型研究了不同辐照温度下钨的t_X=0.5.结果表明辐照与未辐照的t_X=0.5差别随温度升高而逐渐下降.这是因为随着温度的升高,辐照缺陷复合加剧,辐照缺陷对再结晶驱动...     

基于智能剥离技术的SOI材料制备

优化了硅片低温直接键合与智能剥离技术的工艺流程，在550℃，2.1×10^-2 Pa条件下制备了SOI材料，其顶层单晶Si膜的表面粗糙度为8.5 nm，缺陷密度为90 cm^-2，键合强度达到153.7 kg/cm²，形成的SOI结构除了可以形成三维集成电路中有源层间良好的绝缘层，避免了高温过程对有源层器件结构、材料及性能的影响，还能为三维集成电路后续有源层的制造提供高质量的单晶硅材料. 关键词： 绝缘体上硅 智能剥离 低温直接键合     

水平光管及肋管外熔化换热及固-液界面运动规律的实验研究

本文对电加热水平圆管及纵向双肋管外的熔化换热及固-液界面运动规律进行了实验研究,用激光阴影技术测定了加热表面处的局部换热系数,以热平衡法确定了平均换热系数。通过摄取的熔化形状图计算相对工质熔化量随时间的变化规律,用当量平均熔化层厚度的概念描述了固-液界面的运动规律及平均换热特性。相变工质为色标十七烷(纯度>99.9％,t_f=22.2℃)。与光管相比,纵向双肋管增大了工质的熔化量,强化了熔化换热过程。