氮气体积流量对磁控溅射氮化硅薄膜性能的影响

磁控溅射法制备氮化硅薄膜具有工艺简单、粉尘少等优点,氮化硅薄膜在微电子机械系统(MEMS)领域中可用作腐蚀掩蔽层和力学结构层。以氮化硅为靶材、高纯氮气为反应气体,采用射频磁控溅射法在硅衬底上制备氮化硅薄膜,在射频功率150 W、偏压150 V、工作气压0.5 Pa、温度450℃、氩气体积流量60 cm3/min的条件下,随着氮气体积流量从0增加到25 cm3/min,氮化硅薄膜的沉积速率先增大后减小,薄膜的压应力从1.38 GPa逐渐减小到672.2 MPa。沉积的氮化硅薄膜在质量分数为10%的HF溶液中的腐蚀速率从20.1 nm/min减小到5.9 nm/min,在80℃、质量分数为40%的KOH溶液中的腐蚀速率从26.8 nm/min减小到1.3 nm/min。随着氮气体积流量增加,薄膜更为致密,缺陷减少,可应用于红外光源、流量传感器等MEMS器件中作为绝热层或者钝化层。

流态床CVD法纳米氮化硅粉体的制备

采用硅烷和氨气在立式双温区流态床中化学气相沉积,制备了形状规则的球状无定形氮化硅纳米粉体,并利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和傅立叶红外(FTIR)研究了该纳米粉体的形貌、成分和物相．讨论了该流态床法制备纳米氮化硅的关键因素,并得到流态床中制备氮化硅纳米粉体的优化工艺参数．

基于LiCl盐浓度梯度的固态纳米孔DNA分子检测

针对生物分子通过固态纳米孔的速度过快所引起的低时间分辨率问题,采用氯化锂(LiCl)盐溶液和盐浓度梯度相结合的方法来提高检测过程中信号的时间分辨率。通过在氮化硅薄膜上制备固态纳米孔,并在纳米孔两端施加LiCl盐浓度梯度进行DNA分子检测,发现DNA分子信号频率随LiCl盐浓度梯度的增加呈指数递增趋势,10倍浓度梯度下的信号频率约为平衡浓度下的107倍,极大地增加了单位时间内纳米孔对DNA分子的捕获效率。在10倍浓度梯度下对样品进行检测,发现DNA分子易位时间达到了(10.22±0.41)ms,对比平衡浓度下的检测结果((0.93±0.07)ms),实现了易位时间1个量级的延缓,极大地提高了DNA分子的检测灵敏度。该研究结果表明在固态纳米孔两端施加不同LiCl盐浓度梯度可明显提高纳米孔检测DNA分子的时间分辨率,从而有效提高纳米孔检测DNA分子的灵敏度。

单轴应变Si纳米NMOSFET电特性优化

针对小尺寸器件二级物理效应对集成电路正常工作的影响,同时为了进一步提高集成电路的性能,本文提出了利用Sentaurus TCAD软件仿真进行小尺寸单轴应变Si n型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)器件参数优化的方法。首先利用Sentaurus TCAD软件,对氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)源、栅、漏上淀积氮化硅薄膜(SiN)来分析沟道中应力的变化得出沟道中产生应力的必要条件是沟道上方具有一层薄栅氧化层,其次进行了单轴应变Si NMOSFET的电性能随沟道应力以及沟道长度的变化仿真分析,接着利用软件仿真分析栅氧化层厚度、SiN膜淀积次数和厚度等因素对沟道应力的影响得出优化参数,最后利用优化后的参数对小尺寸单轴应变Si NMOSFET与常规器件的驱动电流进行了对比,结果显示模拟90 nm、65 nm、45 nm单轴应变Si NMOS器件相对常规器件分别提升了26.8%、27.8%和29.9%。因此利用Sentaurus TCAD软件仿真的方法为小尺寸单轴应变Si NMOSFET器件制造工艺提供了有效参考。