裴素华
,
张晓华
,
孙海波
,
于连英
稀有金属材料与工程
为给出受主杂质Ga通过SiO2/Si系统实现开管掺杂过程的模型描述和Si体内遵循的主要分布规律,利用二次离子质谱分析(SIMS)、薄层电阻(R□)测量方法,对Ga在SiO2/Si系下的扩散特性、硅表面及体内分布进行了系统研究,得出新的结论:(1)Ga在SiO2中的固溶度较低而扩散系数很大,故形成线性分布形式,Ga在Si中的溶解度相比SiO2很大,SiO2-Si界面的分凝使其以较高平衡浓度分配入硅中,两者的连续确立了开管扩Ga模型.(2)在严格控制硅片温度TSi、杂质源分解温度TGa2O3、反应气体流量CH2,调整预沉积、再分布及其两者的重复组合,便可在硅内得到任意理想的杂质分布;(3)Ga原子是通过理想表面(SiO2-Si界面)扩散入体内,避免与外界的接触沾污,获得了高均匀性、高重复性的扩散表面及非常平行的平面结.
关键词:
开管扩Ga模型
,
分布规律
,
分凝效应
,
SiO2-Si界面
黄萍
,
裴素华
材料导报
以含In的TiO2为基质,与重量比为10%的Nb2O5混合,TiO2-In-Nb2O5混合敏感材料有效解决了三甲胺(TMA)动物食品测鲜气敏器件中提高电导率和保持高灵敏度之间的矛盾.并利用XRD、SEM对该混晶体的结构、形貌及其机理进行分析,发现:该富钛混晶体中颗粒间的空隙增大、颗粒颈部变细,有效提高了响应TMA敏感特性;混合过程中所形成含铌的氧化态混晶体是缺氧态的,氧空位的增多有助于敏感材料电导率的增加.
关键词:
三甲胺
,
敏感材料
,
TiO2-In-Nb2O5
,
混晶体
裴素华
,
孙海波
,
王强
,
孙振翠
,
石礼伟
无机材料学报
TiO2是响应三甲胺(TMA)气体最佳的金属氧化物半导体材料,为保持TiO2基TMA旁热式气敏器件具有较高灵敏度和较低空气阻值(Ra),相应降低器件加热功率RH,本文通过N2气氛高温退火、高价Nb5+掺杂和长时间烧结等方法,提高TiO2基敏感材料电导率获得成功。实验与理论证明:降低氧分压可增强TiO2自身半导化程度;掺入10％左右Nb2O5,Nb5+替代Ti4+形成固溶体,可使TiO2得到最佳半导化效果;采用长时间的烧结处理,促使Ti3+转化为Ti4+,进一步提高材料电导率和器件稳定性,从而为制造低阻、高灵敏度、高选择性动物食品测鲜传感器开辟了一条新途径。
关键词:
TiO2
,
annealing in N2
,
doping with Nb5+
,
long-time sintering
裴素华
,
修显武
,
孙海波
,
黄萍
,
于连英
稀有金属材料与工程
为进一步揭示Ga在SiO2/Si系统下的完整扩散特性和分布行为,利用扩展电阻(SRP)分析方法,对恒定源、限定源,二次氧化(指磷扩散的再分布过程)不同温度和气氛,Ga在近硅表面微区域浓度连续性变化状态进行了系统研究.结果表明,恒定源掺杂过程有Ga的低浓度区形成;限定源再分布过程Ga出现反扩散特性;二次氧化过程Ga产生异常分凝特性.上述分布行为的综合效果,导致近硅表面Ga的浓度处于耗尽状态.对Ga的表面耗尽,可通过适当的工艺方法给予补偿,因此Ga基区晶体管的电学性能仍然优于同类产品.
关键词:
Ga
,
近硅表面
,
浓度分布
裴素华
,
黄萍
,
张美娜
,
江玉清
稀有金属材料与工程
利用开管扩Ga进行低浓度掺杂-长时间结深推移-浓度补偿与再分布方法形成Ga的阶梯式深结分布,用于普通晶闸管制备.实验与理论表明:J1和J2结附近Ga的较小浓度梯度aj保证器件具有较高阻断耐压特性;J3结附近Ga的浓度平缓分布,改善了器件触发参数的分散性;P2区内Ga较高的电导率-σ和J3结较大的注入比,同步协调和提高了器件的通态特性与动态特性.
关键词:
Ga
,
阶梯式分布
,
晶闸管
,
电学性能
裴素华
,
孙海波
,
张华
,
江玉清
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2004.01.009
从电导控制理论,对掺钇、硫酸根离子等多元化、微结构γ-Fe2O3的热稳定性、响应苯类气体敏感性及其对相邻气体的高选择性,进行了系统研究与机理分析,并用DTA、TEM、RQ-1等方法进行表征与测量.结果表明,掺入适量Y2O3后能使γ-Fe2O3的相变温度提高到618℃,从而改善γ-Fe2O3基气敏元件的热稳定性;硫酸根离子和金离子的适量掺杂有助于提高苯类气体的敏感特性;γ-Fe2O3基体材料的微细化可增强γ-Fe2O3的表面气敏特性.从而为苯类有机气体敏感元件研制提供了一条新途径.
关键词:
γ-Fe2O3
,
掺杂效应
,
苯类气体
裴素华
,
黄萍
,
张美娜
,
江玉清
稀有金属材料与工程
利用开管扩散方式,使Ga在Si中的浓度分布服从高斯函数形式,用于快速晶闸管的制造.由理论与实践得出:P1,P2区Ga的缓变分布及其与N1区低杂质浓度的匹配,有效保证了快速晶闸管较高的正反向耐压特性;器件结构参数设计与Ga分布的突出特点使磷在J3结处得到一个较大的注入比,同时Ga在短基区获得一个足够高的-σ,改善了器件的通态特性和di/dt耐量;使器件dV/dt耐量达到1000 V/μs.可见开管扩Ga是综合提高快速晶闸管器件电学性能及等级合格率的一种新途径.
关键词:
Ga高斯函数分布
,
快速晶闸管
,
电学性能
裴素华
,
孙海波
,
修显武
,
张晓华
,
江玉清
稀有金属材料与工程
用H2和Ga2O3的高温反应形成元素Ga的恒定表面源,通过SiO2-Si复合结构实现了Ga在Si中的高均匀性掺杂;利用二次离子质谱分析(SIMS)、扩展电阻(SRP)、四探针测试等方法,对P型杂质Ga在SiO2薄膜、SiO2-Si两固相接触的内界面、近Si表面的热分布进行分析;揭示出开管方式扩散Ga的实质是由SiO2薄膜对Ga原子的快速输运及其在SiO2-Si内界面分凝效应两者统一的必然结果;并对该过程Ga杂质浓度分布机理进行了分析和讨论.
关键词:
Ga
,
SiO2-Si结构
,
浓度分布
裴素华
,
孙海波
,
王强
,
孙振翠
,
石礼伟
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.04.041
TiO2是响应三甲胺(TMA)气体最佳的金属氧化物半导体材料,为保持TiO2基TMA旁热式气敏器件具有较高灵敏度和较低空气阻值(Ra),相应降低器件加热功率PH,本文通过N2气氛高温退火、高价Nb5+掺杂和长时间烧结等方法,提高TiO2基敏感材料电导率获得成功.实验与理论证明:降低氧分压可增强TiO2自身半导化程度;掺入10%左右Nb2O5,Nb5+替代Ti4+形成固溶体,可使TiO2得到最佳半导化效果;采用长时间的烧结处理,促使Ti3+转化为Ti4+,进一步提高材料电导率和器件稳定性,从而为制造低阻、高灵敏度、高选择性动物食品测鲜传感器开辟了一条新途径.
关键词:
TiO2
,
N2退火
,
Nb5+掺杂
,
长时效烧结
