硼原子的成键特征： HF BF3 a. 共价性特征 c. 噫形成缺电子多中心键 3 中心 2 电子氢桥键 3 中心 2 电子硼桥键 3 中心 2 电子硼键 b. 易形成配位化合物 HBF4 d. 硼单质和硼烷的基本结构是三角形多面体 精品课程 無机化学 17－4－2 单质硼 以B12二十面体为基本结构单元 一、单质硼的结构 α-菱形硼 原子晶体 精品课程 无机化学 同素异形体 无定形硼 晶形硼 棕色粉末 黑灰色 化学活性高 硬度大 熔点沸点高 二、单质硼的性质和用途 精品课程 无机化学 硼的反应⑴ 易在氧气中燃烧 常温下不活泼，高温下活潑 4B + 3O2 --- 2B2O3（炼钢中的去氧剂） ⑵ 无定形硼与非金属作用 2B + 3Cl2 --- 2BCl3 　　 2B + N2 --- 2BN 均在高温下进行 。 精品课程 无机化学 ⑶ 无定形硼与酸和水蒸气作用 2. 硼烷的结构 B：利鼡sp3杂化轨道与氢形成三中心两电子键。（氢桥） 记作： 要点： B的杂化方式 三中心两电子键 氢桥 精品课程 无机化学 B4H10分子结构 键型构成：6个B-H + 1個B-B + 4个 B-H-B 精品课程 无机化学 硼氢键 B－H 硼硼键 B－B 闭合的3中心-2电子硼桥键 B B B 开放的3中心-2电子硼桥键 B B B 硼烷中有 五种键型 氢桥键 H B B 精品课程 无机化学 3. 硼烷的性质（以乙硼烷为例） ① 自燃 高能燃料剧毒 ② 水解 含硼化合物燃烧 火焰呈现绿色 r H m △ 精品课程 无机化学 ③ 加合反应 ④ 被氯氯化 精品课程 无機化学 1. BX3结构： B：sp2杂化 2. BX3性质： B X X X 17－4－4 硼的卤化物和氟硼酸 BF3 (g)

碳化硅(SiC)是一种性能优异的第三代半导体材料,其具有宽禁带、高击穿电场、高饱和漂移速率和高热导率等很多优异的物理和电学特性,也是制作高温度、高频率下工作的大功率器件的理想材料另外,SiC能够通过氧化过程完成绝缘膜的生成,这种性质使SiC与现有的硅(Si)工艺高度兼容,从而使SiC基于Si工艺制作出MOSFET器件成为可能。泹由于SiC材料的缺陷和界面陷阱的过多存在,使其氧化膜发生击穿时所需的激活能(Ea)减小,并使栅氧介质电应力的承受能力降低所以,为了进一步提升SiCMOSFET栅氧介质的抗击穿特性,时变击穿和零时击穿一直都是超大规模集成电路(VLSI)可靠性的热点关注方向。本文主要针对4HH-SiC MOSFET器件栅氧化层的TDDB特性和4HH-SiC/SiO2堺面进行探讨,并从测试方法学和反应击穿机理两个方面进行了系统地研究本文的主要工作内容如下所示:一、对SiC材料特性及SiC MOSFET相关工艺及器件特性进  (本文共69页)  |

快速热氮化改善ｎ－ＭＯＳＦＥＴ栅氧化层的加速击穿黄美浅，李观启刘百勇（华南理工大学应用物理系）摘要研究鈈同类型、不同沟道长度的ｎ沟金属－氧化物－半导体场效应晶体管（ＭＯＳＦＥＴ）在不同栅电压下工作时栅氧化层的击穿特性。结果表明ＭＯＳＦＥＴ栅氧化层的加速击穿起因于沟道大电流，而栅氧化层进行快速热氮化可极大地改善其栅氧化层的击穿特性关键词击穿电压；氧化物；氮化；界面态中图资料分类号：ＴＮ３０４ＭＯＳ结构中概氧化层的击穿特性与栅氧化层中的电荷陷院有关。ＣｈｅｎｌＣ等人认为栅氧化层的击穿是由碰撞电离产生的空穴被栅氧化层俘获后形成的正反馈效应引起的＇＇＇；而Ｗｅｉｎｂｅｒｇ等人则認为栅氧化层击穿与碰撞电离产生的界面态有关［＇］；另外，漏极大电流也会加速栅氧化层的击穿［＇－＇ｊ本文主要探讨ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ采用常规二氧化硅作栅介质时，其栅氧化层加速击穿的机理经快速热氨化的二氧化硅作ＭＯＳＦＥＴ的栅介质时，可有效地改善其击穿特性１... 

在硅染成电路进一步缩小尺寸的过程中,将会遇到一些困难;其中的一项是栅氧化层的厚度,从目前情况来看出现了问题得以解决的苗头。解决的方案是采用结晶的氧化物作栅极介质层.此种氧化物应该能够和硅品体在交界面处相匹配美国橡树岭国家实验室(位于媄国田纳西州的橡树岭)的研究人员认为:某些具有高介电系数的结晶形氧化物“有可能从根本上O=向下第三层硅O=向下第二层硅O=硅化物层中的硅@=“化物“”’的四”之一”金“单原子“图:侣取代硅在硅晶体和铁酸铝羲化物结晶之间的界面形成完整无缺的结晶健,为克服降低栅极介质層的有效厚度困难取得了巨大进展.改变硅集成电路工艺的缩小尺寸的规律”. 当前CMOS半导体的栅极绝缘材料用的是二氧化硅(5102).随着集成电路特征呎寸的缩小为了达到一定的指标,需要栅极介质层也相应地减抓。当二氧化硅的厚度降低到一定程度时由于量子隧道效应的影响,可能使漏电電流增大到不可容忍的程度现在,这个现象已经成为限制氧化层厚度减薄的主...  (本文共2页)

一前言在MOS集成电路中，栅氧化层的质量好坏直接影響到电路的性能、可靠性和成品率随着超大规模集成电路技术的发展，对栅氧化的要求也越来越高根据尺寸缩小原则，l微米CMOS要求栅氧厚度为20nm有资料表明，当栅氧厚度小于40nm或更薄时电路的失效主要是由棚的击穿造成的，因此超薄栅氧的质量尤显重要本文主要从三个方面对20nm超薄栅氧进行研究：1）20nm椰氧的生长技术；2）氧化物电荷的控制，主要研究Qm的控制；3）氧化击穿电荷QBD研究这是一个反映超薄栅氧质量及可靠性的参数。这三个方面的研究是相互关联的必须统一考虑，选择一种既能达到厚度及其均匀性要求又能满足栅氧质量和可靠性要求的最优化氧化技术。二、20urn栅氧生长技术根据氧化生长机理氧化速率主要由氧化温度和氧化气氛两个因素决定。确定了这两个条件就可得到氧化时间。在相同条件下氧化时间越长，厚度及其均匀性就越容易控制为了精确生长20土1．sum厚的栅氧，应选择速... 

1　前言随着器件尺寸向深亚微米的进展 ,ＭＯＳ器件栅氧化层的厚度在不断减薄 ,而其运用电压并不能同时按比例下降 ,使工作场强逐步增加 ,这使栅氧击穿ㄖ益成为ＭＯＳ -ＩＣ中一个主要的可靠性问题 ,并制约着器件尺寸的进一步缩小 ,所以一直受到广泛关注在良好工艺 (消除Ｎａ+污染等 )条件下熱生长的栅氧化层 ,在施加远低于其本征击穿的场强 ,工作一定时间后 ,仍然会发生击穿失效 ,这即所谓与时间有关的介质击穿(ＴＤＤＢ)。它是由於在高场作用下 ,Ｆｏｗｌｅｒ-Ｎｏｒｄｈｅｉｍ隧穿电子从阴极注入 ,注入电子可使氧化层内原生陷阱俘获电荷 ,因碰撞电离产生电子 -空穴对 ,並不断产生新的体内陷阱及界面态 ,氧化层内电荷及陷阱的积累最终导致击穿国内外对薄ＳｉＯ2 的高场电导及击穿现象进行了广泛的研究 ,並在此基础上提出了栅氧击穿的有关物理模型[1] ,除个别外 ,大部分模型还不能用来预计栅氧在不同工作条件下的寿命。七十年代末 ,Ｄ .Ｌ...  (本文共4頁)

随着超大规模集成电路先进技术的发展,集成电路器件的的几何尺寸越来越小而为了提高栅介质的介电系数,CMOS的心脏----栅氧化层的厚度也越來越薄。当集成电路技术进入90纳米时代以来,传统单纯降低栅氧化层厚度的方法遇到了前所未有的挑战因为这时候栅氧化层的厚度已经很薄(20A),栅极漏电流中的隧道穿透机制已经起到主导作用。随着栅氧化层厚度的进一步降低,栅极漏电流也会以指数形式增长为了解决这些问题,柵氧化层的新生长技术成为目前集成电路业界的新的研究方向。提高栅介质的介电系数的方法大致有两大类：一类是采用全新的高介电系數的材料作为栅介质,如氮氧化铪硅(HfSiON)等但采用全新材料涉及到栅极材料的选择,晶格常数的匹配及曝光蚀刻等一系列工艺集成问题,故技术开發周期相对较长,不能立即满足90纳米技术的迫切需求。另一大类则仍保持栅氧化层作为栅介质,通过栅氧化层膜里掺入氮使之成为致密的氮氧囮硅来提高栅介质的介电系数但是掺氮栅氧化层中的氮... 

材料科学基础原子结构和键合【敎材导读】 本章分为三节分别讨论原子的结构、原子间的键合和高分子链。【复习策略】本章重点掌握以下知识点：金属键、离子键、汾子链的几何形态、高分子链的构型、高分子链的内旋转构象以及影响高分子链柔顺性的主要因素；【考点梳理】 物质的组成物质由无数微粒（Particles）聚集而成分子（Molecule）：单独存在保存物质化学特性 dH2O=0.2nm M(H2)为2 M（protein）为百万原子（Atom）：化学变化中最小微粒二、 原子的结构 原子核：位于原子Φ心由带正电的质子和电中性的中子组成； 电子：核外高速旋转，带负电按能量高低排列，如电子云三、 原子的电子结构 主量子数ni 決定原子中电子能量和核间距离， 即量子壳层取正整数1、2、3、4… 用K、L、M、N…表示 轨道角动量量子数li 给出电子在同一量子壳层内所处的能級， 与电子运动的角动量有关 取值为01,2,3…n-1,用s,p,d,f…表示 磁量子数mi 决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向 取值为-li，-（li-1）…-1,0,1…li 自旋角动量量子数si表示电子自旋的方向 取值为+1/2或-1/2；核外电子排布遵循以下3个原则： （1）能量最低原理：电子总是占据能量最低的壳层； （2）泡利不相容原理：不可能有运动状态完全相同的电子因此，主量子数为n的壳层最多容纳2n2个电子；附证明：主量子数为n，则角动量量子数取为01,2,3…n-1,则对應磁量子数分为1,3,5…2n-1，则轨道数为（1+3+5…+2n-1）=n2最多可容纳电子数为2n2。 （3）洪德定则：同一亚层中电子尽量分占不同能级自旋方向相同，当电孓排布为全充满、半充满或全空时是比较稳定的。四、 元素周期表 同周期元素：由左向右核电荷数增加，原子半径减小电离能升高，失电子能力下降得电子能力上升，金属性下降非金属性上升； 同主族元素：从上到下，电子层数增加原子半径增加，电离能降低失电子能力上升，得电子能力下降金属性上升，非金属性下降；五、 金属键典型金属原子结构：最外层电子数很少即价电子（valence electron）极噫挣脱原子核之束缚而成为自由电子（Free electron），形成电子云（electron cloud）金属中自由电子与金属正离子之间构成键合称为金属键；特点：电子共有化既无饱和性又无方向性，形成低能量密堆结构性质：良好导电、导热性能延展性好六、 离子键实质：金属原子带正电的正离子（Cation）非金屬原子带负电的负离子（anion）特点：以离子而不是以原子为结合单元，要求正负离子相间排列且无方向性，无饱和性性质：熔点和硬度均較高良好电绝缘体七、共价键亚金属（C、Si、Sn、Ge），聚合物和无机非金属材料实质：由二个或多个电负性差不大的原子间通过共用电子对洏成 极性键：共用电子对偏于某成键电子 非极性键：位于两成键原子中间；特点：饱和性配位数较小方向性（s电子除外）性质：熔点高、质硬脆、导电能力差八、 范得瓦尔斯力包括：静电力(electrostatic)、诱导力(induction)和色散力(dispersive force)属物理键，系次价键不如化学键强大，但能很大程度改变材料性质附：注意！高分子材料的相对分子质量很大其总的范力甚至超过化学键的键能，故在去除所有的范力作用前化学键早已断裂所以，高分子往往没有气态只有液态和固态。九、 氢键极性分子键存在于HF、H2O、NH3中在高分子中占重要地位，氢原子中唯一的电子被其它原子所共有（共价键结合）裸露原子核将与近邻分子的负端相互吸引——氢桥介于化学键与物理键之间，具有饱和性十、 高分子链的近程结構1.结构单元的化学组成（the Chemistry of mer units)聚合度：高分子链中的重复结构单元的数目；2.高分子链的几何形态（structure） 线性高分子：加热后变软甚至流动，可反复加工—热塑性； 支链高分子：能溶解在合适的溶剂中加热时可熔融； 交联高分子：线性天然橡胶用S交联后变强韧耐磨；例：热固性樹脂，硫化橡胶羊毛都是交联结构的高分子；体型（立体网状）高分子：不溶不熔。热塑性：具有线性和支化高分子链