离子束增强沉积氮化钛膜改善硬质合金刀具抗切削损伤性能的研究

通过切削对比试验，考察了分别用离子束增强沉积法和离子镀法镀覆ＴｉＮ膜的硬质合金刀具和无镀层的同种硬质合金刀具的抗切削损伤性能．结果表明，在给定的试验条件下，有离子束增强沉积ＴｉＮ膜硬质合金刀具的切削距离远比无镀层刀具的长，也比有离子镀ＴｉＮ膜刀具的长，其前面和后面的损伤都很小．这是离子束增强沉积过程中各种参数可以分别调节，膜层质量易于控制，能够形成致密度高且与基体结合力强的硬质薄膜的结果．刀具切削损伤的原因主要有磨损和脆性损伤。

离子束增强沉积氮化硅薄膜生长及其性能研究

用离子束增强沉积技术合成了氮化硅薄膜并研究了薄膜的组分、性能和结构.结果表明,离子束增强沉积生长的氮化硅薄膜的组分比,可借助于调节氮离子和硅原子到达率之比加以控制.在合适条件下生长的氮化硅薄膜,其红外吸收特征峰在波数为840cm^(-1)附近,光折射率在2.2到2.6之间,其组分为Si_3N_4用RBS、AES、TEM、SEM、ED及扩展电阻,测量和观察生成的氮化硅薄膜的组分深度分布及结构.发现,离子束增强沉积制备的氮化硅薄膜,存在着表面富硅层、氮化硅沉积层及混合过渡层这样的多层结构.薄膜呈球状或方块状堆积.基本上是无定形相,但局部可观察到单晶相的存在.离子束增强沉积制备的氮化硅薄膜中的含氧量比不用离子束辅助沉积的显著减少.

离子束增强沉积TiN薄膜及其界面的结构研究

利用分析电子显微术的方法研究了离子束增强沉积的Si基TiN薄脱及其与基体间过渡区的结构,发现在TiN薄膜和基体间存在约50nm厚的非晶Si过渡层,含微量Ti和N,TiN薄膜的晶粒尺寸均匀,小于10nm.

用离子束技术改善Ni_3Al(0.1B)在H_2SO_4溶液中的耐蚀性能

用多次扫描循环极化法研究经离子束表面改性的Ni_3Al(0.1B)在H_2SO_4溶液中的腐蚀行为。电化学测试和表面形貌的观察结果表明,离子注入、离子束混合和离子束辅助沉积技术对减缓Ni_3Al(0.1B)在用氧气饱和的1N H_2SO_4溶液中的腐蚀和改善钝化性能很有效果。

YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜的离子束改性

本文主要研究了离子注入对YBa_7Cu_3O_(7-x)薄膜超导性质的影响.测量了Ar离子注入剂量与超导转变温度T_c之间的关系.实验结果表明,高质量的YBa_2Cu_3O_(7-x) 超导薄膜具有一定的抗辐照性.随着注入剂量的增加,临界电流密度I_c下降很快,但零电阻转变温度T_c却下降较慢.分析和讨论了离子注入对YBa_2Cu_3O_(7-x)中一维Cu-O链和二维Cu-O面的影响,探讨了离子束改性手段在YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜图形加工中应用的可能性.

慢正电子束研究N^+注入金属镍中生成的缺陷

用慢正电子束配合多普勒湮没能谱测量技术研究N^+离子注入镍样品产生的缺陷。由未注入的样品得到了正电子在镍中的扩散参数E_0=4.6keV。比较两个样品的S参数随入射正电子能量变化的曲线给出了95keV、6.4×10^(17)/cm^2剂量的N^+注入镍样品所产生的缺陷分布;缺陷由表面一直延伸到190nm,浓度最大的区域在27—110nm。这些都与由Trim程序的Monte Carlo模拟计算的结果很好地符合。

离子束增强沉积氮化硅膜及TiAl抗高温氧化性能的改善

用离子束增强沉积（ＩＢＥＤ）方法在金属间化合物ＴｉＡｌ上合成厚度为０．５，１，和２μｍ的氮化硅薄膜。所形成的薄膜为非晶态，膜与基底间存在混合的过渡区，膜与基底结合紧密用ＡＥＳ，ＸＲＤ和ＸＰＳ研究薄膜的组成和结构，高温循环氧化结果表明，经沉积膜的ＴｉＡｌ试样的抗氧化性能显著提高其中沉积０．５μｍ薄膜的试样表现出极好的抗循环氧化性能由ＳＥＭ及ＥＤＳ分析得出，良好的高温稳定性能、高的膜／基底结合力和形成富Ａｌ２Ｏ３和硅化物的保护层是提高ＴｉＡｌ抗高温氧化性能的主要因素．

离子束增强沉积制备氮化硅薄膜的计算机模拟

Monte-Carlo计算机模拟程序,SIBL,用来描述离子束增强沉积(IBED)制备氧化硅薄膜的生长过程,提供薄膜组分的深度分布及界面混合等有关信息.它是TRIMSP的发展,并利用了ZBL(Ziegler,Biersack,Littmark)最新的二体势和电子阻止本领.模拟计算中,用一个间断交替的薄膜生长过程(先沉积一层硅原子,然后注入一定量的氮离子)来代替实验上一个沉积原子和离子轰击同时进行的连续过程,且在注入一定量的离子后,对每层原子的组份,密度进行修正,使模拟达到动态化.计算结果表明,薄膜组份比随离子原子到达比的变化关系以及组份的深度分布和实验符合很好.

1、2MeV双电荷态磷离子注入硅的研究

本文介绍了离子源使用不同放电物质所获得的双电荷态磷离子注入硅的工作。实验结果表明:在600kV离子注入机上利用双电荷态离子得到的1.2MeVP^(2+)注入硅可获得适用于制备VLSI的CMOS电路中杂质反向分布N阱结构的掩埋层。

几种适用于VLSI离子注入新工艺的模型研究

本文采用能较精确模拟沟道效应的两个Pearson-IV 分布的线性组合来模拟硅中B注入分布,提出了一个基于剂量匹配求解等效厚度的两层结构注入分布修正射程表达式,用该式对B注入 MoSi_2/Si、CoSi_2/Si,P注入CoSi_2/Si 进行了模拟和验证,本文还给出了利用等效厚度概念导出的多层结构注入修正射程递推表达式,并以 Pol_7-Si/SiO_2/Si三层结构为例进行了验证。

金刚石粉末淀积层的场发射特性研究

采用电镀方法和直接刷涂的方法在钨针衬底和硅衬底上沉积高压合成的金刚石粉末形成冷阴极。将这种冷阴极与荧光阳极组成真空二极管结构。通过该结构电流 电压特性的测量和发光特性的观察研究了金刚石粉末冷阴极的电子场发射性能。实验显示 ,这些冷阴极都具有很高的电子发射能力 ,最低开启场强达到3 2 5V/μm。

金刚石薄膜电子场发射研究进展

综述了近年来金刚石和类金刚石薄膜电子场发射性能的研究进展。金刚石薄膜是出色的场发射材料,由于其很低的或者是负的电子亲和势(导带能级位于真空能级之上)和良好的化学稳定性,在真空微电子和场发射显示领域具有广阔的应用前景。

InP和GaAs中的Mg^+离子注入

本文研究了Mg^+离子注入InP和GaAs中的电学性能和辐射损伤行为.范德堡霍尔方法测量和电化学C-V测量均表明,快速热退火方法优于常规热退火方法,共P^+注入结合快速热退火方法能进一步减小注入Mg杂质的再分布,使电激活率大大提高。卢瑟福沟道分析则表明,相同注入条件下,InP中的辐射损伤较GaAs中大得多,大剂量注入损伤经热退火难于完全消除.

Si^＋注入InP材料的欧姆接触特性研究

本文报道Ｓｉ＋注入ＩｎＰ材料与ＡｕＧｅＮｉ合金和Ｗ金属膜的欧姆接触特性．发现Ｓｉ＋单注入样品与二者均形成较好的欧姆接触，共Ｐ＋注入的样品中比接触电阻则大大下降（约小一个数量级）．卢瑟福背散射分析表明，６００℃热处理后Ｗ金属膜与ＩｎＰ界面作用很小，而８００℃热处理后界面有一定的互扩散．

直接法-多次矩法联合计算高能离子注入化合物靶损伤分布

高能注入离子在固体中的损伤分布一般采用直接法计算.但是在化合物靶的情况下,各类靶反冲原子所淀积的损伤能及其分布矩难以正确估算,直接影响直接法的运用.本文引入多次矩法予以解决,取得了良好的效果.

半绝缘GaAs中Mg^++P^+双注入研究

本文对Mg^+和P^+双离子注入半绝缘GaAs的行为进行了研究.发现不论是常规热退火还是快速热退火,共P^+注入都能有效地提高注入Mg杂质的电激活率,其效果优于共As^+注入,共P^+注入的最佳条件是其剂量与Mg^+离子剂量相同,电化学C—V测量表明,双注入样品中空穴分布与理论计算值接近,而单注入样品中则发生严重偏离,快速热退火较常规热退火更有利于消除注入损伤.

固相外延CoSi_2薄膜作为扩散源形成n^+p浅结技术研究

通过Ａｓ＋离子注入到由ＴｉＮ／Ｃｏ／Ｔｉ／Ｓｉ多层结构因相反应得到的外延ＣｏＳｉ２层中，利用外延硅化物作为扩散源（ＥＳＡＤＳ），形成了０．１μｍ的浅ｎ＋ｐ结．研究了Ｃｏｓｉ２外延薄膜离子注入非晶化后的再结晶特性、注入杂质退火时的再分布特性和形成的ｎ＋ｐ浅结特性．实验结果表明：外延ＣｏＳｉ２层在非晶化后能有效地再结晶；Ａｓ原子在多晶ＣｏＳｉ２／Ｓｉ结构和单晶ＣｏＳｉ２／Ｓｉ结构中有着不同的再分布特性；同相应的以多晶ＣｏＳｉ２作为扩散源形成的结相比，以外延ＣｏＳｉ２作为扩散源形成的结反向漏电小１～２个数量级，并表现出优良的击穿特性．

离子注入形成AIN埋层的分析与计算机模拟

以离子背散射和二次离子质谱分析了大剂量N^+离子注入A1形成的A1/A1N/A1多层结构。基于离子注入形成A1N埋层的机理,利用计算机程序动态模拟A1N层的形成过程及终态结构。研究发现,N/A1原子比饱和于A1N化学组分比,模拟与实验结果符合得很好;低能注入能降低形成A1N层的临界剂量,且A1/A1N界面更陡。

高剂量N^＋注入碳膜形成氮化碳CNx的研究

研究了利用高剂量的Ｎ＋注入碳膜形成氮化碳ＣＮｘ的可能性。对这种新材料进行了傅里叶变换红外吸收光谱、Ｘ射线光电子能谱、Ｘ射线衍射和薄膜的维氏显微硬度等测量。结果表明，在１００ｋｅＶ高剂量Ｎ＋注入碳膜过程中形成了含有碳氮共价键成分的ＣＮｘ化合物。

C60与吸氢金刚石(111)表面碰撞崐的模拟研究

用分子动力学方法研究了Ｃ６０与吸氢的金刚石（１１１）表面碰撞特性与注入能量的大系。原子间的相互作用采用半经验的Ｂｒｅｎｎｅｒ多体势函数。结果表明，当入射能量小于２００ｅＶ时，Ｃ６０只是完整地从表面反弹；当入射能量为２００－３００ｅＶ时，Ｃ６０可与底靶发生化学反应；当注入能量＞３００ｅＶ时，Ｃ６０可与表面形成多个化学键而吸附在衬底表面。此外，计算机模拟计算还给出了Ｃ６０－金刚石表面碰撞的微观过程，并从原子层次研究了Ｃ６０表面沉积的成键机制。