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用于Cu互连阻挡层的非晶Ni-Al薄膜研究

霍骥川 , 刘保亭 , 邢金柱 , 周阳 , 李晓红 , 李丽 , 张湘义 , 王凤青 , 王侠 , 彭英才

以非晶Ni-Al薄膜作为Cu互连的阻挡层材料,采用射频磁控溅射法构架了Cu/Ni-Al/Si的异质结.利用原子力显微镜、X射线衍射仪和四探针测试仪研究了不同温度下高真空退火样品的表面形貌、微观结构与输运性质.实验发现非晶Ni-Al薄膜在高达750℃的退火温度仍能保持非晶结构,各膜层之间没有明显的反应和互扩散存在,表明了非晶Ni-Al薄膜具有良好的阻挡效果,可以用作Cu互连的阻挡层材料.

关键词: Cu互连 , Ni-Al , 扩散阻挡层

沉积温度对磁控溅射生长SrRuO_3薄膜结构和性能的影响

王宽冒 , 张沧生 , 李曼 , 周阳 , 王玉强 , 王侠 , 彭英才 , 刘保亭

人工晶体学报

采用射频磁控溅射法在(001)SrTiO_3基片上制备了SrRuO_3薄膜,采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、四探针测试仪等分析方法系统研究了沉积温度对SrRuO_3薄膜结构、表面形貌及输运性质的影响.实验结果表明:当生长温度低于550 ℃时,SrRuO_3薄膜为多晶结构;当温度在550～650 ℃范围内变化时,SrRuO_3薄膜可以在SrTiO_3基片上外延生长,薄膜的最低电阻率约为0.5 mΩ·cm.

关键词: SrRuO_3 , 磁控溅射 , 外延薄膜

磁控溅射法制备用作铜互连阻挡层的钛-铝薄膜

邢金柱 , 刘保亭 , 霍骥川 , 周阳 , 李晓红 , 李丽 , 张湘义 , 彭英才 , 王侠

机械工程材料

采用射频磁控溅射法在Si(100)基片上首先沉积了厚度40 nm的非晶钛-铝薄膜,然后在其上又原位生长了厚度100 nm的铜薄膜,制备了铜膜/钛-铝膜/硅试样;对试样分别在400～800℃内进行真空退火处理,用原子力显微镜、X射线衍射仪、四探针测试仪对试样的表面形貌、结晶状态及方块电阻进行了分析.结果表明:当退火温度低于750℃时,试样表面平整,表面粗糙度和方块电阻均较小且基本不随退火温度的升高而改变,此时,非晶钛-铝薄膜能够起到阻挡铜向硅中扩散的作用;当退火温度在800℃时,试样的表面粗糙度和方块电阻急剧增大,此时,非晶钛-铝薄膜已经不能起到阻挡层的作用.

关键词: 铜互连 , 阻挡层 , 钛-铝薄膜 , 射频磁控溅射

新型镁质膨胀材料的制备

徐玲玲 , 邓敏 , 王侠 , 赵霞

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.02.023

水泥在水化硬化过程中发生的体积收缩会导致混凝土产生微裂纹,降低混凝土的耐久性和使用寿命,新型镁质膨胀材料是以MgO为膨胀组分,以储量丰富和价廉易得的天然矿物为原料,经过煅烧制备得到的膨胀材料,可以用以补偿混凝土的收缩.本文主要研究了新型镁质膨胀材料的制备工艺,研究结果表明,适宜的生料配比为DOL51%、SERP 9.5%和MAG 39.5%,膨胀材料中MgO的设计含量为57%左右,烧成制度为1200℃下煅烧1.0h,空气淬冷.膨胀材料制备中要注意控制一定的颗粒度,避免过细粉磨.

关键词: MgO , 膨胀材料 , 膨胀

AlN插入层对AlGaN/GaN外延材料电学性能影响

王侠

人工晶体学报

采用MOCVD制备了带有MN插入层AlGaN/GaN异质结构外延材料,对外延材料分别进行了原子力显微镜AFM、双晶XRD以及变温HALL测试.测试结果表明:具有AlN插入层的外延材料表面非常平整,10 μm × 10 μm范围样品的表面均方根粗糙度RMS仅为0.302 nm,AlGaN势垒层衍射峰更尖锐,材料结构特性良好,大大提高了AlGaN/GaN异质结的2DEG面密度和迁移率,280 K和300 K时沟道电子迁移率分别为4736 cm2/V·s和1785 cm2/V·s,比无MN插入层的传统结构得到的结果分别提高了45.7％和23.4％.

关键词: MOCVD , AlN插入层 , AlGaN/GaN异质结构 , 外延 , 迁移率

不同衬底表面上大晶粒多晶Si薄膜的制备

马蕾 , 张雷 , 王侠 , 彭英才

人工晶体学报

利用高频感应加热化学气相沉积(HFCVD)工艺,以H2稀释的SiH4作为反应气体源,分别在n-(111)Si衬底上常规热生长的SiO2层、织构的SiO2层和纳米晶粒多晶Si薄膜表面上,制备了具有均匀分布的大晶粒多晶Si膜.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等检测手段,测量和分析了沉积膜层的表面形貌、晶粒尺寸、密度分布与择优取向等结构特征.结果表明,多晶Si膜中Si晶粒的尺寸大小和密度分布不仅与衬底温度、SiH4浓度与反应气压等工艺参数有关,而且强烈依赖于衬底的表面状态.本实验获得的最好的薄膜中,Si晶粒平均尺寸约为2.3 μm,密度分布约为3.8×107/cm2.对薄膜的沉积机理分析表明,衬底表面上Si原子基团的吸附、迁移、成核与融合等热力学过程支配着大晶粒多晶Si膜的生长.

关键词: HFCVD , 织构表面 , 大晶粒 , 多晶Si膜 , 结构表征

基于组态王的包钢耐火配料系统设计

胡万里

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.023

介绍了利用组态王作为监控,可编程控制器作为下位机,实现了耐火厂散料配料系统的自动化生产,该系统具有手动功能和自动功能,手动功能具有现场手动和上位机手动功能,自动功能具有全自动和半自动功能.该系统可实现配方和配料制度的任意更改,投资低,故障少,自动化程度高.

关键词: 组态王 , 配料 , 上位机

“王”字型左手材料结构的设计与仿真

孙振 , 竹有章 , 何星 , 杨成莱 , 李磐石

材料科学与工程学报

针对目前由金属开口谐振环与金属杆构成的左手材料结构存在构造比较复杂、工艺实现较难的缺点,设计实现了一种基于金属条的改进结构一”王”字型结构.通过理论分析和电磁仿真软件Ansoft HFSS 10模拟仿真,利用散射参量法提取参数结果表明该结构可以在X波段实现介电常数和磁导率同时为负.讨论研究了该左手结构的金属条宽度、中间缺口宽度、中间条宽度三个结构尺寸参数变化对谐振频率和透射峰幅值的影响,结果表明三个参数的变化都会对二者产生影响,其中金属条宽度改变对透射峰值影响幅度相对较大,缺口宽度改变对谐振频率影响幅度相对较大.

关键词: 金属条 , 左手材料 , 负折射率 , 谐振频率 , S参数