Al/AlN/Si MIS结构的电学性质

用S i(111)上M OCVD生长的晶态A lN制备出性能良好的A l/A lN/S i(111)M IS结构,用C-V技术首次系统研究了A l/A lN/S iM IS结构的电学性质。用A l/A lN/S iM IS结构的C-V技术测量了A lN的极化特性,得出A lN层的极化强度为-0.000 92 C/m2;揭示了A lN/S i界面存在连续分布的载流子陷阱态,给出了陷阱态密度在S i禁带中随能量的分布;还观察到A lN界面层存在Et-Ev(A lN)=2.55 eV的分立陷阱中心。

铝插入层对硅基AlN外延特性的影响

采用等离子体辅助分子束外延(PA-MBE)研究了Al金属插入层对Si(111)衬底上AlN薄膜材料生长的影响。结果证明,Al插入层可改善AlN外延层的晶体质量,而且引入Al预扩散机制可消除外延表面的孔隙。同时,采用AlN插入层预扩散有利于获得Al极性的AlN,否则倾向于获得N极性的AlN。

AlN变质对Al-4Si-0.45Mg合金性能的影响

在亚共晶Al-4Si-0.45Mg合金中添加微量AlN,以改善合金的显微组织并提高其力学性能和导热性能。结果表明,未添加Sr和AlN的合金,其抗拉强度为167.3 MPa,伸长率为10%,热导率为149.5 W/(m·K);添加Sr后的抗拉强度为176.2 MPa,伸长率为20%,热导率为166.8 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了5.4%、11.6%;添加AlN后的合金抗拉强度为194.8 MPa,伸长率为16%,热导率为170.1 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了16.4%、13.8%。力学性能的提高主要与α-Al的晶粒细化、二次枝晶臂间距(SADS)的减小和Si的变质有关。加入Sr和AlN后,共晶Si由片状变成块状和球状,Sr变质后共晶Si的尺寸明显减少,且AlN变质后共晶Si的平均尺寸更小,说明热导率的提高主要与共晶Si相的形态变化有关。其机制为细小的Si使得电子通道增加,电子散射概率降低,平均自由程增加,从而提高了热导率。

金属/陶瓷复合材料的原位合成及其结构研究

以铝镁合金、高纯石英棒为原料,采用原位合成法在1 473 K氮气氛下保温2 h制备了Al(Si)/AlN/MgAl2O4复合材料。采用XRD、SEM和EDX等方法分析了所得材料的相组成与显微结构。结果表明:复合材料的物相为MgAl2O4、Al-Si、AlN、Mg2Si和Si;在铝与SiO2界面上形成的Al2O3与基体合金中的镁反应生成块状的MgAl2O4尖晶石晶体,在复合材料内部发现均匀分布的AlN晶须,部分氧、铝、镁、铁形成化合物与硅一起均匀弥散分布于复合材料中。