SOS型pH-ISFET的研制

一、概述离子敏场效应管(简称ISFET)以及在此基础上发展起来的生物敏场效应管(简称生物敏FET)由于具有超小型、高速响应、易实现多功能化和集成化等特点,是当前一类极有前途、富有生命力的器件。一般来说,ISFET都是用普通的硅材料来制作的。近几年来,国际上报道了用新型的“兰宝石上外延硅”(Silicon—On—Sapphire,简称为SOS)材料来制作ISFET。SOS—ISFET与普通的Si—ISFET相比,有如下优点:     

浅析移动基站天线建设

随着移动4G网络大规模建设的开展,站址资源紧张导致多网络共站,原有的单频单模天线无法满足现有的网络建设需求,在多网并存的情况下,支持多频多模、小型化正成为天线发展方向。     

国产纯铝轧制织构与各向异性的研究

本文对国产铝板在冷轧与退火后的极图以及冲盂与拉伸试验中所表现的各向导性进行了研究。试验结果指出,纯铝的冷轧织构确定为(110)[112]+(112)[111],该织构引起在冲盂试验中与轧向成45°方向处出现制耳。经500℃温度下退火后,较强的再结晶织构(100)[001]+(146)[211]与残留的加工缴构(110)[112]+(112)[111]同时并存,在冲盂时制耳由4个与轧向成45°的方向变为6个与靴向成30°,90°方向处出现。当退火温度达600℃时,再结晶织构(100)[001]则显著地增强,制可的数目又减为4个并在与轧向成0°,9°方向处出现。纯铝经冷轧后的表面织构为(100)[011],该织构系经过一过渡层逐渐改变至中心部分的(110)[112]+(112)[111]织构。在测定沿板面不同方向的拉伸性能中,发现经冲盂后制耳的位置一般与板料近似真应力,σ_R,最小的方向相符合。对于纯铝退火后的(146)[211]织构的形成问题也进行了讨论。     

ISFET传感器不稳定性的起因及其改善技术研究

本文用实验证实了氮化硅敏感膜表面存在OH~-羟基和NH_2氨基团.指出了氢离子FET传感器不稳定的主要原因:敏感膜表面和溶液中羟基团的活跃性;被测溶液OH~-羟基因及其pH值随时间而变化,敏感膜固/液两相界面势的变化.还证实了氢离子敏FET传感器长期不稳定性与氮化硅敏感膜沉积工艺有关.通过调整或控制敏感膜表面或界面上羟基和氨基因及其比率,可以解决氢离子敏FET的长期稳定性.     

气相色谱法测定薄膜中氢含量

本文介绍用气相色谱法测定氮化硅膜,非晶硅膜,氮化硼膜中的总氢含量及不同温度下氢的热释放率。该方法灵敏度高,简便准确可靠,样品量少,并且不需作特殊处理,可进行定量测定。     

LPCVD氮化硅膜中的氢含量及其对pH-ISFET敏感特性的影响

本文利用共振核反应定量地确定了LPCVD氮化硅敏感膜中,氢原子浓度及其分布.我们不仅证实了在825℃温度下,淀积的氮化硅敏感膜内存在氢原子,而且敏感膜表面所存在氢原子浓度为8—16×10~(21)cm~(-3),它高于敏感膜体内,其体内的氢原子浓度为2-3×10~(21)cm~(-3),而且敏感膜表面氢原子浓度大小与膜表面的制备条件密切相关,同时我们还利用傅利叶交换红外透射吸收光谱,确定了LPCVD氨化硅敏感膜中存在Si-O(1106cm~(-1))N-H(1200cm~(-1)),Si-H(2258cm~(-1))和N-H(3349cm~(-1))的化学键配位结构.敏感膜表面氧的存在严重地影响ISFET的能斯特响应和线性范围,而敏感膜表面的Si-H,N-H和N-Si 的化学键结构存在,有利于改善pH-ISFET 的灵敏度和线性范围.     

GaAs表面化学组分变化对肖特基二极管性能的影响

利用AES分析研究了经不同腐蚀所引起的n-(100)GaAS表面化学组分的差异,同时应用C-V法、I-V法和G-V法测量了在不同化学组分的n-GaAs表面上电镀形成的Ni/n-GaAs肖特基二极管的主要物理参数和Ni/n-GaAs的界面态的位置,俘获截面积及其界面态密度.研究结果表明,n～GaAs表面化学组分的不同直接影响肖特基势垒的高度、结的陡度、结附近载流子浓度分布、理想因子和饱和电流密度等.找到了最佳的腐蚀条件,获得了接近理想的肖特基结;同时还观察到Ni/n-GaAs界面中存在两种类型的界面态:其一界面态密度低,俘获截面积大;其二界面态密度高,俘获截面积小.这两种界面态与肖特基结的性能和势垒形成或费米能级钉扎密切相关.三种不同组分表面的Ni/n-GaAs界面费米能级钉扎的位置在禁带中几乎相同.     

进一步提高氢离子敏场效应晶体管稳定性的研究

本文提出了关系到ＩＳＦＥＴ不稳定性的三个原因：（一）Ｓｉ＿３Ｎ＿４膜表面或其缓冲溶液中。停留的羟基团是非常活泼，容易增加或失掉电子．这是氢离子敏ＦＥＴ传感器长期不稳定性的原因．（二）氢离子敏ＦＥＴ传感器的稳定性，随着ＩＳＦＥＴ的制作过程中沉淀条件而变化，这也是ＩＳＦＥＴ不稳定性的另一原因．（三）缓冲溶液的ｐＨ随着测量过程和时间而变化，这也助长了氢离子敏ＦＥＴ传感器的不稳定性，但不是ｐＨ－ＩＳＦＥＴ本身的不稳定性原因．我。们利用了再调整和控制羟氨基团比率的技术来提高ＩＳＦＥＴ的稳定性．这种改进稳定特性的技术     

掩膜层生长导致n-GaAs表面化学组分的变化对微波器件性能的影响

利用AES和ESCA能谱仪和离子剥离相结合的方法,研究了不同温度下在n型GaAs上淀积SiO_2掩膜层的n-GaAs(100)表面化学组分的变化对形成肖特基结和欧姆接触的影响.在这基础上提出,通常淀积SiO_2过程是以淀积SiO_2为主,并伴随着GaAs本体氧化和As-O 键中的As挥发和氧转移到Ga上来形成附加的Ga_2O_3的两个物理过程所组成.解释了400℃淀积SiO_2掩膜层的3mm混频器各项性能优于700℃淀积SiO_2掩膜层的4mm混频器,而后者性能不够理想的原因是由于金属/n-GaAs界面处仍有β-Ga_2O_3而引起较多的界面缺陷所致.在An-Ge-Ni/GaAs界面处很薄的 β-Ga_2O_3对 An-Ce-Ni欧姆接触性能影响不大.但长期存放后在Au-Ge-Ni表面上形成的Ga_2O_3对欧姆接触就有影响.     

金属-n型GaAs界面物理特性研究

利用I-V法和C-V法对由电镀形成的,和经不同温度热处理的(Ni/n-GaAs,Ni-Pd/n-GaAs,Pd/n-GaAs)肖特基结的主要物理参数进行了测量;并应用最小二乘回归法,编排了计算机程序,通过计算获得了比较精确的有关参数;同时还用俄歇电子能谱观察了这些样品中的金属与GaAs各组分的深度分布,及其不同深度下俄歇电子谱.研究结果表明,我们所采用的工艺能获得近理想的肖特基势垒,适当温度的热处理可进一步改善肖特基二极管性能.如果热处理高于这个适当的温度范围,则导致镓和砷的外扩散,二极管的性能也就明显劣化.