有机硅膜分离润滑油中脱蜡溶剂的机理研究

利用气相色谱法,在348.15～368.15K温度,测定了正己烷、正庚烷、正癸烷、甲苯和丁酮溶剂在有机硅膜中的无限稀释扩散系数,结合Vrentas-Duda自由体积模型计算得到溶剂/有机硅膜体系溶剂有限浓度扩散系数,在理论上预测了不同溶剂在有机硅膜中扩散特性对膜分离性能的影响,在实验和理论两个方面,为进一步研究有机硅膜分离机理打下了基础.

硅膜制备

介绍了两大类硅膜的制备方法:物理方法与化学方法,其中包括物理方法中的电子束物理气相沉积技术(EB-PVD),目前该技术在国内应用比较少,所以对其工作原理、薄膜质量的影响因素等作了重点介绍。此外还介绍了磁控溅射法、化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积、热丝化学气相沉积法等硅膜制备方法的基本原理及特点,并对它们的优缺点进行了比较。

天池天文峰全新世火山喷发物长石表面硅膜特征及意义

利用扫描电镜和能谱分析研究天池火山天文峰剖面全新世喷发物中长石表面硅膜的结构状态和化学组成,结果显示:天文峰剖面从顶部黑色浮岩向下到暗灰色浮岩中,长石表面发育有不同结构状态的硅膜。硅膜的结构特征有随火山喷发时代越早,长石颗粒表面硅膜越厚,结构越复杂;喷发时代越晚,长石颗粒表面硅膜越薄,其结构越简单的变化趋势,即长石表面硅膜的形态和厚度与火山喷发的时代具有一定的相关性。硅膜的主要化学组成是Si(33.3%～26.6%)Al(9.28%～6.22%),Na(6.08%～4.07%),K(3.84%～2.35%)和Fe(3.82%～1.64%)。化学组成特征范围指示硅膜是硅酸盐溶解沉积而成。硅膜元素之间有随着硅元素含量的增加,铝、钠含量减少,而钾和铁含量变化微弱的关系。天文峰剖面全新世喷发物长石表面硅膜的化学组成和元素之间的相关性类似于Dorn(1998)划分的富碎屑硅膜。硅膜特殊的形貌和化学组成变化反映了它是岩石天然风化、迁移,最后沉淀的客观成因。而Fe元素则可能与微生物作用有关。岩石风化、磨损的粒子和溶解的离子为硅膜的形成提供了物质来源。详细研究硅膜的特征,它将有可能成为从岩石微观方面探讨火山喷发后环境变化和火山喷发期次的一种新方法。

短脉冲激光加工硅膜的传热过程及烧蚀图形的二维计算

为研究短脉冲激光辐照硅膜表面后的能量传输过程,基于双温方程的计算方法以及自由电子气理论,建立了求解能量传输方程的二维有限元模型.针对红外以及可见光波段的激光,通过限制硅膜的大小,有效地控制了计算的精度,并得到电子温度与热流的时间以及空间分布.计算结果表明,激光诱导产生的等离子体密度极大地影响了硅膜表面的反射率及光吸收系数;通过分析电子热流密度随时间的变化曲线,得到硅膜内部能量的传输过程;在激光作用过程中,硅膜内部晶格温度始终保持在熔点以下,证明了等离子体密度是激光烧蚀硅膜的主导因素;预测了激光烧蚀的图形,并分析了不同波长的激光烧蚀图形与高斯曲线的关系.

SDB/SOI硅材料顶层硅膜均匀性控制研究

介绍了SDB/SOI(Silicon D irect Bonging/Silicon On Insulator)硅材料顶层硅膜均匀性的控制方法。顶层硅膜均匀性控制不好,会直接影响到IC或者其他元器件参数的一致性,造成器件成品率低,材料浪费大。因此,在制备SOI材料时,必须严格控制材料顶层硅厚度的均匀性和重复性。

超短脉冲激光辐照硅膜的热弹性

考虑到热电子崩力的影响,在基于玻耳兹曼理论弛豫时间近似的非线性自相关模型基础上,将晶格温度与应变速率相耦合,建立了超短脉冲激光作用下半导体材料的超快热弹性模型。在单轴应变条件下,利用有限差分法模拟了500 fs脉冲激光作用下2μm厚硅膜内的载流子温度、晶格温度、载流子数密度、热应力和热电子崩力等的变化情况。结果表明:在低能量密度激光条件下,热弹性效应对半导体材料的影响很小;载流子温度达到峰值的时间比激光强度达到峰值的时间早,随后载流子数密度达到峰值,以及激光脉冲作用5 ps以后硅膜趋于总体热平衡;在脉冲辐照早期,非热平衡阶段形成的热电子崩力在超快损伤过程中起主要作用。

硅膜厚度和背栅对SIMOX／SOI薄膜全耗尽MOSFET特性影响的研究

本文报道了薄膜ＳＩＭＯＸ／ＳＯＩ材料上全耗尽ＭＯＳＦＥＴ的制备情况，并对不同硅膜厚度和不同背面栅压下的器件特性进行了分析和比较．实验结果表明，全耗尽器件完全消除了＂Ｋｉｎｋ＂效应，低场电子迁移率典型值为６２０ｃｍ２／Ｖ·ｓ，空穴迁移率为２１０ｃｍ２／Ｖ·ｓ，泄漏电流低于１０－１２Ａ；随着硅膜厚度的减簿，器件的驱动电流明显增加，亚阈值特性得到改善；全耗尽器件正、背栅之间有强烈的耦合作用，背表面状况可以对器件特性产生明显影响．该工作为以后薄膜全耗尽ＳＩＭＯＸ／ＳＯＩ电路的研制与分析奠定了基础．

多孔硅膜的半峰值宽度小于10nm的针形发光峰

通过改变电化学腐蚀生成多孔硅膜的工艺条件，研究了它的发光峰形状的变化．第一次从实验上观测到多孔硅膜的针形发光激发谱和发射光谱，其半峰值宽度均小于１０ｕｍ．讨论了形成计形峰的可能机理．

SIMOX材料顶层硅膜中残余氧的行为

利用光致发光谱 (PL)和二次离子质谱 (SIMS)检测了不同退火条件下处理的 SIMOX材料的顶层硅膜 .实验结果显示 ,SIMOX顶层硅膜的 PL 谱有三个峰 :它们是能量为 1.10 e V的 a峰、能量为 0 .77e V的 b峰和能量为0 .75 e V的 c峰 .与 RBS谱相比 ,发现 a峰峰高及 b/ a峰值比是衡量顶层硅膜单晶完整性的标度 .谱峰 b起源于SIMOX材料顶层硅膜中残余氧 ,起施主作用 .SIMS测试结果显示 ,谱峰 c来源于 SIMOX材料顶层硅膜中的碳和氮 .

金属硅膜支气管封堵器置入犬支气管的封堵效果及安全性研究

目的评价研制的金属硅膜支气管封堵器的有效性和安全性。方法取健康杂种犬18条,按随机数字表法分为3组(n=6),分别经支气管镜置入以镍钛合金丝编织成哑铃状、普通螺栓状、致密螺栓状3种支气管封堵器,一端覆硅胶膜,且每只犬置入相同的封堵器2枚。观察实验动物的耐受性,定期复查血象、支气管镜、胸部CT扫描,8周后观察封堵器附近支气管组织及远端肺组织变化。结果预设的18条犬36只支气管封堵器全部经支气管镜成功置入。观察期内,除1例因误吞哑铃状封堵器致消化道梗阻而死亡外,其余犬耐受性良好;截至封堵第8周,36只封堵器中,脱落共有11只(11/36),其中哑铃状封堵器脱落9只(9/12),普通螺栓状封堵器脱落2只(2/12),致密螺栓状封堵器无脱落(0/12)。胸部CT扫描和组织病理学检查证实,部分封堵的肺叶有萎陷,肺组织表面有瘢痕形成,封堵部位远端肺泡腔缩小,肺间质内有淋巴和单核细胞浸润,并伴有纤维组织增生;2例封堵部位及其周围有轻度阻塞性炎症改变,未出现肺脓肿及坏死。尸检取出的封堵器表面光整,弹性度良好,无变形、扭曲及断裂,所覆的硅胶膜无渗漏破损。结论试制的镍钛合金覆硅胶膜支气管封堵器置入方便,组织相容性好,动物耐受性较好。3种不同的支气管封堵器中,以致密螺栓状封堵器的稳定性最好,有望用于支气管封堵治疗。

射频功率对非晶硅膜固相晶化效果的影响

于不同射频功率下制备出非晶Si膜并对其进行真空退火处理,采用XRD、TEM和少子寿命测试仪等检测手段分析了退火前后薄膜的微观结构及电学性能。研究发现,随着射频功率的增加,薄膜的中程有序度和少子寿命均呈先增后减的趋势。经真空退火处理后,非晶硅膜得以晶化,少子寿命较退火前有大幅提高;另外,退火后薄膜的晶化率和少子寿命随射频功率的变化趋势与退火前一致,说明同一热力学条件下薄膜的中程有序度越高越容易发生晶化。

EPW腐蚀液中制作近似圆形硅膜研究

研究了〈100〉单晶硅在EPW腐蚀液中制作近似圆形硅膜,在EPW腐蚀液中因〈100〉单晶硅腐蚀速率各向异性,在圆形掩膜下很难实现圆形单晶硅膜.基于EPW腐蚀液中〈100〉单晶硅存在严重凸角削角,采用带锯齿(9个、20个、36个)结构的齿轮掩膜图形腐蚀制作近似圆形硅膜,通过采用SEM观察,随腐蚀时间增加,圆形掩膜EPW腐蚀后硅膜为近似方形,而带有36个锯齿结构的齿轮掩膜腐蚀后硅膜近似圆形.结果表明,利用掩膜锯齿结构在EPW腐蚀液中存在凸角削角现象,能够实现近似圆形硅膜的制作.

用于高灵敏度红外探测器的超薄硅膜的研制

超薄、平整的硅膜对于制作高灵敏度红外探测器是非常重要的。这种超薄硅膜的各向异性腐蚀技术,包括有机溶液EPW和无机溶液KOH及KOH+IPA(异丙醇)。从腐蚀速率、腐蚀表面质量、腐蚀停特性、腐蚀边缘形貌及腐蚀工艺的角度分析比较了两种腐蚀系统,分别制作出了约1μm厚的平整超薄硅膜,并研究了不同掩膜材料在腐蚀液中的抗蚀性,为高灵敏度红外探测器的制作奠定了工艺基础。

强极性色谱固定相硅膜改性弹性玻璃毛细管柱的研制

本工作研究了强极性OV-275固定液可以直接涂渍在硅膜改性弹性玻璃毛细管上,研制的柱子具有良好的色谱特性。该柱的柱效,惰性以及热稳定性均优于弹性石英毛细管柱。

用<111>硅的自停止腐蚀方法制作硅膜

利用各向异性腐蚀和键合工艺,提出了一种新的自停止腐蚀方法,该方法可以得到大于1μm厚的均匀硅膜,可用于微传感器研制。

硅膜特性与1060nm窄带干涉滤光片的研究

实验研究表明,硅膜在800～1100nm是一个弱吸收膜,在波长短於800nm处是个强吸收膜;利用硅膜的这一可贵特性,设计并制备了1060nm窄带干涉滤光片。

分子筛硅膜反应器

研究了分子筛硅膜反应器的制备、结构、以及在环已烷脱氢方面的应用。实验表明，环已烷脱氢反应转化率与进料时空有关，当进料时空为１５ｓ左右，膜反应器的环已烷脱氢转化率比普通反应器的平衡转化率约高１０％。

蓝宝石上硅膜(SOS)肖特基结注入电流检测的电子自旋共振及Si/Al_2O_3界面缺陷

我们用高灵敏的肖特基结注入电流检测磁共振方法对蓝宝石上外延硅膜进行了研究。实验观察到一各向同性非对称的磁共振谱,经拟合它由线宽10^(-3)T,g值分别为2.0055及2.012的二线组合而成,二线强度比3.7:1。前者是硅悬挂键,后者为非晶硅价态尾态共振。实验证实该磁共振信号来自于Si/Al_2O_3界面。

多晶硅膜原位掺杂制备浅发射结的研究

本文对ＰＥＣＶＤ法淀积原位掺杂多晶硅膜并制备浅发射结进行了实验研究，调查了Ｂ＿２Ｈ＿６／ＳｉＨ＿４比率以及淀积、退火温度等对掺杂多晶硅膜电阻率以及浅发射结形成的影响。结果表明，在３５０～４００℃的较低温度先淀积原位掺杂非晶膜，再１０００℃退火使其相变为掺杂多晶膜的工艺，不但能方便地获得所要求的发射区掺杂量和浅发射结结深，而且还能同时获得满足制备欧姆接触电极要求的低电阻多晶硅膜。

KOH溶液制作类圆形硅膜阵列研究

由于单晶硅在碱性腐蚀液中的腐蚀速率呈各向异性,在圆形掩膜下很难实现圆形单晶硅膜的制作.利用添加剂异丙醇(IPA)来改善KOH的腐蚀特性,在KOH与IPA混合腐蚀液体系中制备出类圆形硅膜阵列.通过扫描电镜观察腐蚀图形形貌,结果表明带有图案的N型衬底在质量分数为40%的KOH和IPA构成的混合溶液中,腐蚀出底面平整侧壁光滑的圆形硅膜阵列,并且初步探讨导电类型对腐蚀形貌影响机制.