金属-铁电体-GaN结构研究

以铁电体Pb(Zr0.53Ti0.47)O3取代传统绝缘栅氧化物制备了GaN基金属-绝缘层-半导体(MIS)结构.由于铁电体具有较强的极化电场和高介电常数,GaN基金属-铁电体-半导体(MFS)结构的电容-电压特性与其他GaN基MIS结构相比较得到了显著的提高.GaN基MFS结构中GaN激活层达到反型时的偏压小于5V,这和硅基电子器件和集成电路的工作电压一致,而且结果表明GaN层的载流子浓度比其背景载流子浓度减小了一个数量级.因此,GaN基MFS结构对于GaN基场效应晶体管的实际应用具有重要的意义.     

金属/n型AlGaN欧姆接触

用传输线模型对n型AlGaN(n-AlGaN)上Au/Pt/Al/Ti多金属层欧姆接触进行了接触电阻率的测量.在850℃退火5min后,测得欧姆接触电阻率达1.6×10-4Ω·cm2.经X射线衍射分析,Au/Pt/Al/Ti/n-AlGaN界面固相反应得出在500℃以上退火过程中,AlGaN层中N原子向外扩散,在AlGaN表面附近形成n型重掺杂层,导致欧姆接触电阻率下降;随退火温度的升高,N原子外扩散加剧,到800℃以上退火在Au/Pt/Al/Ti/n-AlGaN界面形成Ti2N相,导致欧姆接触电阻率进一步下降.     

金属-铁电体-GaN结构研究

以铁电体Pb(Zr0.53Ti0.47)O3取代传统绝缘栅氧化物制备了GaN基金属-绝缘层-半导体(MIS)结构.由于铁电体具有较强的极化电场和高介电常数,GaN基金属-铁电体-半导体(MFS)结构的电容-电压特性与其他GaN基MIS结构相比较得到了显著的提高.GaN基MFS结构中GaN激活层达到反型时的偏压小于5V,这和硅基电子器件和集成电路的工作电压一致,而且结果表明GaN层的载流子浓度比其背景载流子浓度减小了一个数量级.因此,GaN基MFS结构对于GaN基场效应晶体管的实际应用具有重要的意义.     

利用X射线衍射研究Mg掺杂的InN的快速退火特性

研究了不同的快速退火(RTA)温度对Mg掺杂的InN材料的影响。根据马赛克微晶模型,利用X射线衍射(XRD)技术,对样品的对称面和非对称面做ω扫描,并且通过倒异空间图(RSM)扫描,拟合得到了刃位错与螺位错密度,并且根据在不同快速退火温度条件下位错密度的比较,同时结合迁移率的测量结果,发现快速退火温度采用400℃能有效地提高晶体的质量。原因在于快速退火能有效地激活Mg原子活性,降低材料中的载流子浓度,同时快速退火采用的氮气气氛能补偿部分起施主作用的氮空位,降低材料中载流子浓度的同时也降低了缺陷。同时,(002)面的摇摆曲线半峰全宽(FWHM)也很好地验证了所得结果。     

降低回转支承外圈磨削烧伤的工艺措施

针对某集装箱卡车用回转支承因磨削烧伤发生断裂的情况,分析了回转支承产生磨削烧伤的原因,并结合加工工艺提出了预防和降低磨削烧伤的措施。     

GaN自支撑衬底的化学机械抛光研究

Chemical mechanical polishing （CMP） has been used to produce smooth and scratch-free surfaces for GaN. In the aqueous solution of KOH, GaN is subjected to etching. At the same time, all surface irregularities, including etch pyramids, roughness after mechanical polishing and so on will be removed by a polishing pad. The experiments had been performed under the condition of different abrasive particle sizes of the polishing pad. Also the polishing results for different polishing times are analyzed, and chemical mechanical polishing resulted in an average root mean square （RMS） surface roughness of 0.565 nm, as measured by atomic force microscopy.     

CVD生长Si基Si1-x-yGexCy合金层应变的研究

用Raman谱和AES能谱分析了用RTP/VLP-CVD方法生长在Si衬底上的SiGeC合金外延薄膜的应变。结果表明:用RTP/VLP-CVD方法生长的SiGeC合金中掺入的C呈间隙原子或替位原子的形式分布,其中大部分为间隙原子,少量为替位C原子,但是替位C原子的存在有效地调节了SiGeC合金层的应变;另外由于采用乙烯做C源,生长温度较高也使SiGeC合金层的应变部分被弛豫。由于C的掺入,Si基上生长SiGeC合金的应变和相同Ge含量的SiGe合金相比较大大减小,临界厚度大大增加,有利于在Si衬底上生长出达到一定厚度的更高质量的族元素合金半导体材料。     

使用化学方法常温合成金纳米晶并通过旋涂工艺将其组装的存储特性可调型非易失性存储器

3C行业的不断发展,催生了对高密度、持久保存、快速擦写、鲁棒可靠性的非易失性存储器(如flash)的持续需求,促使我们在科研上不断地深入研究新材料、新工艺。在本文中,我们首次采用了区别于传统CMOS工艺的两步工艺方法来制作金属纳米晶非易失性存储器。这种方法,由于将金纳米晶的化学合成和后续组装分离开来,所以能够独立地调节纳米晶的尺寸和组装密度,而且可以很好地避免一直困扰的金属扩散问题。最终的形貌表征和电学测量结果,证实存在一个最优化的纳米晶密度--在这个最优化条件下,我们的存储器件,既有持久的保存时间,又有较大的存储窗口。而组装密度的可调,同时可以满足我们对于大的存储窗口/较长保存时间某一方面的偏好。这些实验结果,都很好地证明了我们两步工艺方法的可行性。     

制氢装置开停工运行过程优化

针对中国石油兰州石化公司炼油厂5万m~3/h制氢装置开停工过程中废气排放量较大且排放时间较长的问题,采取了调整工艺操作步骤、优化开停工方案等措施。结果表明:在开工过程中,采取将先2.0 MPa氮气气密调整为先0.4 MPa氮气气密,利用火炬与燃料系统将置换废气排入60 m高空,在氢气质量调整阶段提前回收解吸气等操作,使装置开工时火炬排放时间缩短了6 h,火炬排放总量下降39 000 m~3,同时节约了20 000 m~3的氮气用量;在停工过程中,采取将造气和变压吸附系统调整为串联置换,切断装置进料前通过系统降压将氢气回收至1.3 MPa管网,调整解吸气火嘴切换降低解吸气排放量等操作,使装置停工时火炬排放时间缩短了6 h,火炬气排放总量下降30 000 m~3,同时节约了4 000 m~3的氮气用量。