NH_3等离子体特性及表面改性PAN超滤膜

针对超滤膜表面易受蛋白质污染的问题,采用低温氨等离子体改性聚丙烯腈(PAN)超滤膜,对放电过程中NH_3等离子体进行光谱诊断.通过测定改性前后膜接触角、纯水通量和BSA通量等指标,分析等离子体改性后超滤膜亲水性和抗污染性能的变化.结果表明,功率120 W,处理时间120s,接触角由原膜的57°降至20°,纯水通量、BSA通量和截留率均明显增大,等离子体改性能够有效提高超滤膜的亲水性和抗污染能力.通过双谱线法计算得出,等离子体放电过程中,电子温度随功率的增大而减小;随着压强的增大,电子温度逐渐升高.

NH_3等离子体钝化对Al_2O_3/SiGe界面的影响

研究了不同条件的非原位NH_3等离子体钝化对Al_2O_3/SiGe/Si结构界面组分的影响。在p型Si(100)衬底上外延一层30 nm厚的应变Si_(0.7)Ge_(0.3),采用双层Al_2O_3结构,第一层1 nm厚的Al_2O_3薄膜为保护层,之后使用非原位NH_3等离子体分别在300和400℃下对Al_2O_3/SiGe界面进行不同时间和功率的钝化处理,形成硅氮化物(SiN_xO_y)和锗氮化物(GeN_xO_y)的界面层。通过X射线光电子能谱(XPS)分析表面的物质成分,结果表明NH_3等离子体钝化在界面处存在选择性氮化,更倾向于与Si结合从而抑制Ge形成高价态,这种选择性会随着时间的增加、功率的增高和温度的升高变得更加明显。

基于不同AlN钝化层的极性GaN MOS器件界面特性

界面质量是影响GaN MOS器件性能以及可靠性的主要因素之一,Al2O3栅介质与极性GaN界面间插入超薄非晶AlN作为钝化层可以有效改善GaN栅界面特性,针对AlN钝化层生长方式研究了GaN界面优化特性。通过GaN MOS电容的C-V和J-V特性,结合透射电子显微镜(TEM)表征分析,对比了不同生长条件的AlN插入层对GaN MOS电容的界面特性的影响。相比常规热生长AlN钝化层制备的样品,以等离子体NH3为N源在300℃下生长AlN钝化层制备的GaN MOS电容的频散和滞回特性均得到显著改善,界面态密度也略有改善。分析认为,经过等离子体NH3的轰击作用有效地抑制了GaN表面上Ga—O键的形成,在GaN表面直接生长AlN,从而改善了界面特性。

氨气预氮化制备超薄氮化硅薄膜及电学性能

为寻求制备性能良好的纳米厚度氮化硅(SiN_x)薄膜的方法,采用NH_3等离子体氮化、SiH_4/NH_3等离子增强化学淀积法及先氮化后淀积的方法制备了三种SiN_x薄膜,研究比较了三种薄膜的性质。用X射线光电子谱检测了NH_3等离子体氮化Si片得到的SiN_x薄膜的组分,利用椭圆偏振光谱仪测量薄膜厚度,估算了氮化速率。用NH_3和SiH_4作为反应气,分别在原始硅片和经过NH_3预氮化后的硅片上淀积厚度为5 nm、10 nm和50 nm的SiN_x薄膜。用电容-电压法研究了薄膜样品的电学性质,发现单纯用NH_3等离子体氮化的薄膜不适合做介质膜,而先用NH_3氮化再淀积SiN_x的样品比直接淀积SiN_x的样品界面性能明显改善,界面态密度降低到1～2×10^(11)eV^(-1) cm^(-2)。