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青白釉瓷器的时期特性及观赏

2019-08-25 01:14

  何处呢?因多年来一直找不到窑址北宋朝廷所设的官窑窑址到底位于,者的各自理解再加上一些学,不一观点,辕北辙甚至南,朔迷离、神秘莫测使其就更显得扑。

  ? ? ? 扩散是物质的一个基本性质第四章 掺杂 4.1.1 扩散 ,一种物质中运动的情况描述了 一种物质在另。或 离子向浓度低的地方运动造成的扩散是浓度高的地方的原子、分子。数(D)及扩 散粒子的浓度梯度有关扩散的 粒子流密度(J)和扩散系。? N(xJ=-D , 在半导体制造中t) / ? x, 杂质穿过硅晶格利用高温扩散驱动。为三种扩散分,液态和固态即气态、 。硅中的固溶度 这样的晶体叫固溶体扩散现象 4.1.2杂质在晶体。中的最大浓度叫固溶度? 溶质元素在晶体,扩散设置了表面浓 度的上限最 大固溶度给杂质在硅中的。 固溶体 ? 替位式固溶体必要条件: 溶质? 含施主或受主杂质的半导体(硅)是替位式,大小接近溶剂原子;径1.17(硅原子半,.89硼0, 溶质进入到溶剂晶体中磷1.10A0 ) ?,保持不变晶体结构,扩散分为替位式扩散和间隙式扩散两种4.1.3杂质扩散的机制: 杂质。原子称为替位杂质原子占据 晶格位置的外来。到近邻的晶格位置替位杂 质要运动,位置 才能实现必须通过互换。在晶格中的扩 散运动是以间隙方式进行的(见图) 间隙式杂质(半径较小的原子)。小值的位置附近作 热振动间隙式杂质原子只在势能极,26 ev). 而要在两个原子间穿过平均震动能量 ≈ KT(室温=0.0,.2 ev)1200 ℃高温下 KT=0.13 ev就要越过一个势垒(势 垒高度?Wi一般为0.6-1,杂质原子 才能跨过势垒因此只有靠热涨落间隙式,的间隙位置跳到临近。质原子的运 动 互换位置一般很难实现间隙式杂质在晶格 中的扩散运动 替位杂,就 较易发生如有空位存在;浓度较高时但当掺杂,导出大量的荷电空位施主 或受主杂质诱,了扩散系数从 而增大。散率的杂质具有高扩,(Cu)和镍(Ni)如金(Au)、铜 ,在硅的晶格空隙中移动容易利用间隙运动 。慢 的杂质移动速度较,(Ar) 和磷(P)如半导体搀杂常用的砷,填充晶格 中的空位通常利用替代运动。程中硅片表面的杂 质浓度始终保持不变 Ns(x4.1.4杂质分布 ? 恒定表面源:在扩散过,)1/2) Ns表示表面 杂质恒定浓度(原子/cm3) t) = Ns erfc ( x / 2 ( D t ,余误差函数Erfc-,cm2 /s )D-扩散系数( ,面的垂直距离x 表示距表,扩散时间t 表示。/2 A和 NB/NS有关的 常数结深:Xj=A ( D t )1,。 在进行扩散工艺时? 有限表面源:,淀 积一层杂质先在硅片表面,散 的杂质源进行扩散然后以这层杂质作为扩。(xNs,为高斯函数 结深:Xj=A ( D t )1/2 A是和 NB/NS有关的常数t) = (Q/(πDt)1/2 ) e-x2/4Dt e-x2/4Dt 称,型的A值不同但两种扩散类。热扩散需要三个步骤: 预淀积、推进、激活4.1.5 热扩散工艺 硅中固态杂质的。淀积过程中? 在预,高温扩散炉硅片被送入,转移到扩散炉内杂质原子从源。00到1100℃炉温通常设为 8,到30分钟持续10。硅片中很薄的一层杂质仅进入 了,度是恒定的且其表面浓。xide) 以防止杂质原子从硅中扩散出去在硅表面上应生长一薄层氧化物(cap o。过程建立了浓度梯度预淀积为整个扩散。质浓度最高表 面的杂,的第二步推进 高温过程(1000到1250℃)并随着深度的加大而减小 再分布---热扩散,穿 过硅晶体使淀积的杂质,成期望的结深在硅片中形。向硅片中增加杂质这个过 程并不,的扩散:一 些杂质(如硼)趋向于进入生长的氧化物层但是高温环境下形 成的氧化物会影响推进过程中杂质;)会被推离SiO2而另一些杂质(如磷。 SiO2浓度的改变 被称为杂质分凝这种由 硅表面氧化引起的杂质在Si-。的第三步是激活? ? 热扩散。 晶格中的硅原子键合这个过程杂质原子与,杂质原子激活了,硅的电导率改变 了。的杂质源虽有多种硼扩散 ? 硼,4B+ 3SiO2 三氧化二硼(B2O3 )性质:无色透明固体粉末但固体三氧化二硼和硅的反应是 最基本的: 2B2O3+ 3Si→ ,于水能溶,来表面粘污过量会带,少量氧气可通入,O3堆 积避免B2。是稳定的片状硼源氮化硼:氮化硼源,高温氧环境下预处理扩散之前先要在 ,厚度的B2O3使表面形成一定。2N2 氮化硼源有不同浓度的产品4BN+3O3=2 B2O3+,方便使用。TMB)-B(OCH3)3 无色透明液体? 1. 硼的液态源扩散: 硼酸三甲酯(,挥发室温,.8 ℃沸点67,+CO2+H2O+C+-- 2. 三溴化硼:无色液体500 ℃以上可分解 B(OCH3)3——B2O3,3O2——2B2O3+6Br2 (注意碳具有很强的还原性蒸汽压高 2BBr3——2B+3Br2 4BBr3 +,英管有腐蚀作用对二氧化硅和石,使管道变黑过量会 ,散:乙硼烷( B2H6 )易爆剧毒可通少量氧气解决) 硼的气态源扩; 三氯氧磷(POCL3) 无色透明液体三氯化硼(BCL3)有腐蚀性 磷扩散,的 蒸汽压室温有较高,5.3 ℃沸点 10,以上可分解600 ℃,2 =2P2O5 +10CL2 三氯氧磷(POCL3)在潮气中易水解蒸汽有毒. POCL3——3PCL5 +P2O5 4PCL5 +5O, +6HCl 砷扩散 三氧化二砷(As2O3 ): 俗名砒霜扩 散系统要注意干燥 2 POCL3 +3H2O ? P2O5,粉末白色,毒剧。法扩散源早期箱。: ? 无色剧毒气体? 砷烷(AsH3),(SiH4)一般和硅烷,2——As2O3 +SiO2+H2O 三氧化二砷在和硅反应生成As氧气按一定比例 在低温下淀积掺杂氧化层 AsH3+ SiH4+O。态源主要是Sb2CL3 4.2 离子注入— 集成电路工艺中重要的一环 4.2.1离子注入原理 杂质原子被电离后砷的 液态源涂层扩散也经常采用 锑扩散:五氧化二锑(Sb2O5) Sb2O5 +Si ——Sb+ SiO2 锑的液,得一 定的能量经过高压电场获,射到硅片上均匀地入。受到电子和原子的阻挡入射离子在晶 体中,S / ΔRP ( NS 单位面积注入离子数-剂量) 离子浓度分布 0.5 N(x)/Nmax 0. 1 0.01 ?3.04 ΔRP 0.001 ?3.72 ΔRP X-RP ?1.18 ΔRP ?2.14 ΔRP N离子浓度 Nmax Δ RP 离子束 x RP y 4.2.2横向效应 ? 和横向杂质扩散一样最终停留在一定的位 置. 离子注入杂质的浓度分布 ? 浓度分布: N(x)=Nmax exp{-1/2 [(x-RP)/ ΔRP]2 } N(x) 离表面距离x处的注入离子浓度 Nmax 为峰值浓度 (RP)平均投影射程 ( ΔRP)标准偏差 Nmax = NS /(2π)1/2 ΔRP Nmax ≈ 0.4 N,方向的平面内也会有扩展离子注入在垂直入 射。A(原点在窗口中心)? 掩膜窗口宽度为2,度是中心浓度的50 %在掩膜边缘±A处的浓,-A处的浓度按余 误差下降在距离大于 +A和小于 。通过碰撞把能量传递给靶 原子4.2.3晶格损伤 入射离子,格位置进入间隙被碰原子离开晶,—形成 “间隙-空位”缺陷对成为间隙原子并留下一个空位—。撞”引起一系列的 位移? 移位原子的“级联碰,位和间隙原子产生大量的空,晶格损伤形 成。质量、剂 量率、靶温及靶材料有关? 晶格损伤与入射离子的能量、。 机理: 注入技术掺杂的晶片? 4.2.4热退火 ?, 晶格损伤必须消除,代位 置以实现电激活并使注入的杂质进入替。除损伤、激活杂质、少子寿命和迁移率 恢复? 在一定的温度和时间进行热处理可以消 。原子的热运动能量? 高温加大了,复杂的损伤可化解 ,生复合进 而缺陷消失使空位-间隙原子产;形式的损伤对于非晶,生重新结晶界 面发,延再生长而使整个非晶区得 到恢复即由单晶区向非晶区 通过固相外。命和迁移率恢 复所需的温度低激活杂质所需的温度比起少子寿。能3.5eV(杂质激活, 注入离子在硅片上的分布近似为高斯型的硅本 身扩散激活能一般5.5eV) ?,杂质分布会展宽经 过热退火,巴会拖长尤其是尾。火的温度很低? 尽管热退,扩散看来在常规,散很微弱杂 质扩。是但,入情形在注,(瞬时增强扩散)杂质扩散 很显著。增大了扩散系数的缘故这是由于晶格损伤 。2.5快速热退火(RTA) 常规热退火不能满足IC发展(高浓度和浅结)的 要求? 如何最大发挥离子注入的优势就要采用以下的 工艺技术---RTA ? 4.。00℃)短暂的持续时间(一般是几十秒) 对硅片进行处理而快速热退火是用极快的升温和在目标温度(一 般是10。2的快速热处理 机(RTP)中进行注入硅片的退火通常在通入Ar或N。缺陷、激活杂质和最小化杂质扩散三者之间 取得优化快速的升温过程和短暂的持续时间能够在修复晶 格。谓的瞬时增强扩 散RTA还能够减小所。注入设备包含以下五个部分: ◆ 离子源:产生杂质离子的装臵 ◆ 吸引电极:将产生的离子引出 ◆质量分析器:引出的离子中含有各种 不同 的成分RTA分类 ? 激光退火 时间极短(10-3-10-2秒) ? 电子束 ? 白光(卤灯)加热 ? 高频加热 4.3 离子注入机 ? 离子,◆ 加速管:离子通过一直流高压电场被加速通过质量分析器可将所需的离子找出 来 ,需的能量获得所。:离子束在X◆ 扫描系统,荷积分:记录硅片接受的注入离 子数量Y两个方向来回扫 描 ◆ 终端靶室电。量: X X Kev ? 剂量(Q) :剂量是单位面积硅片表面注入的离 子数4.4 注入参数及测试 掺杂元素( 离子): B、P、As、BF2 ? 能,(或是ions/ cm2)单位是atoms/cm2。=It/enA ? I=束流Q能够由下面的公式计算: Q,/秒(安培)单位是库仑;时间(秒)?t=注入,子电荷e=电,0-19 库仑等于1.6×1;比如B+等于1)n=离子电荷(;入面积A=注,.5 离子注入应用 ? 深埋层: ? 深埋层用高能离子注入(200KEV)实现单位是cm2 杂质分布测试: ??扩展电阻法、SIMS、Xj/Rs ? 4。制CMOS 电路的闩锁效应应用埋层的一个重要原因是控。用硅片表面外延的方法进行 控制的闩锁效应通常是在硅 片制造阶段。断了流向 地的电流低阻外延层有效地切。杂质的捕获 陷阱外延层还能作为。片的成本较高由于外延硅,来替代外延层越 来越受到关注以大 剂量离子注入形成埋层。的一个重要设计选择是 倒掺杂阱? 倒掺杂阱 ? MOS器件,面下一定深度处(如几个 微米)它的注入杂质浓度峰值 在硅片表。阱中较深处 的杂质浓度较大? 高能离子注入使倒掺杂,闩锁效应和穿通的能力改进了晶体管抵 抗。 是能够使源漏间导通的 电压阈值电压调整 阈值电压VTH,杂质浓度非常敏感VTH对沟道区的。适的器件性能为了得到合, 下注入杂质需要向硅层,整到所需 浓度把沟道区杂质调。 将 导 致 VTH 的 提 高 (如VTH从0.9V增加到1.0V)这就是MOS栅阈值电压调整注入 ? p 型 杂 质 浓 度 的 增 加。的、可重复的杂质浓度由于注入 能形成一致,第一个广泛 应用就是阈值调整所 以离子注入在硅片制作中的。D通常被称为轻掺杂源漏扩展区? 轻掺杂漏区 ? LD。于栅下紧贴沟道区边缘注入使LDD杂质 位,杂质浓度梯度为源漏区提供。小了结和沟道区间的电场LDD降低的杂质浓度减。电场位臵与沟道中的 最大电流路径分离? LDD 在这项技术把结中的最大,生热载流子能够防止产。结构用栅作掩膜? LDD ,(n- 或p- )由中低剂量注入形成,成LDD 如果没有形,n沟道器件)将受高电场加速成为高能电子电子在从源区向漏区移动的过程中 (对,(称为热载流子或热电子)它碰 撞产生电子-空穴对。电场获得能量热电 子从,,化层陷阱捕获可能被栅氧,的阈值电压影响 器件;绝缘性能上的问 题长期的效果会造成栅,件的寿命影响器。ons/cm3)在轻掺杂有源沟道区和阱 区(1016到1017ions/cm3)之间源漏注入 源 漏 注 入 形 成 的 重 掺 杂 区 ( 1020 到 1021i。型与周围的阱相反源漏区 的导电类。形成nMOS的源漏区? As注入通常用来,形成pMOS的源漏区B 或BF2注入用来。位臵能够精确控制? 注入对杂质,的横向扩散可以达到 最小源漏区 杂质离子向沟道区。 穿通是沟道被短路? 穿通阻挡层,希望的漏电会发生不,件失效导致器。漏端电场增 大时当沟道长度减小、,生穿通就会发。道器件中在n沟,子在高电场下加速从源 移向漏的电,自由电子-空穴对通过碰撞产生 。轻掺 杂沟道区严重扩展这种现象使漏耗尽区向,耗尽区连通最终与源,生了穿通就 发。临近源漏区的有源沟道 下? 防穿通注入的杂质位于,变阱掺杂能够改,耗尽区向沟道扩展(见图)防止在偏压下器件的漏 。位臵和剂量是非常必要的精确控制防穿通 注入的。 件用硼注入一般n型器,用磷注入p型器件。够减小DRAM存储单元 的尺寸? 沟槽电容器 沟槽电容器能,面存储电容器已经取代了平。法刻蚀沟槽形 成的三维器件? 沟槽电容器是在硅中用干。足够的电容为了获得, 达到约1019atoms/cm3在电容器侧墙很薄一层中的杂质浓度应。有一定角度的离子注入? 侧墙的掺杂用具,槽的形状决定这个角度由沟。维结构可能用到注入还有其它 的一些三,沟槽隔离如某些 。S器件的沟道长度不断减小? 超浅结 ? MO,源漏区结深”必须随之缩小要求关键的器 件要素“。μm工 艺对0.18,54±18nm超浅结深约为。制 横向杂质剖面同时必须准确控。电流低能注入实现? 超浅结用大。的质量 较大由于砷离子,表面硅层非晶化大质量离子使, 通道效应有助于减小,相对容易制造浅n型源漏结。结比较难制造? 浅p型,很难形成非 晶层因为小质量的硼,出现和结深控制的困 难导致较严重的通道效应。晶化(如注 入硅)或用重分子注入解决此问题的方法主要是硅片预非,BF2+如 49。作为栅、连线、发射极等多晶硅搀杂 多晶硅可,注入或扩散掺杂减小电阻这种 多晶硅必须进行。栅有单栅和双栅两种形式? CMOS中的多晶硅,即N单栅,用的方法是双多晶硅栅结构即p沟 道器件用p+掺杂栅PMOS为同一n+形多晶硅掺杂栅 ? 目前更广泛应,用n+掺杂栅n沟道器件。设计功能正常? 为使这种,栅应充 分激活掺杂的多晶硅,物界面会形成耗尽 层否则在多晶硅/氧化,响器件性能反过来影。双多晶硅栅结构的一个关键问题两种掺杂区间的横 向扩散也是,确的高温计划必须制定精。MOX是领先的商用SOI技术? SIMOX ? SI,氧化层埋在硅片中它有一层水平 的,氧原子 注入形成氧化层用高浓度。eV氧注入机) 进行大剂量的氧注入? 通常使用高能注入机(如200k。00℃)使氧与硅发生反应随后的高温退火(如 13,连续的SiO2层在硅表面下形成 。)一般50至500nm厚? 埋氧化层(称为BOX,器件隔离层是 很好的。物上的硅层晶格的损伤? 退火能修复氧化。 离子注入 离子注入 离子注入 离子注入 离子注入 评价 单晶硅在生长过程中掺杂 外延层在外延硅生长中扩散掺杂 杂质浓度峰值在深处杂质种 类 p+硅衬底 p-外延层 倒掺杂n阱 P 倒掺杂p阱 p沟道器件穿通 B B B 离子注入或扩 散 扩散 扩散 离子注入,件穿通 P 注入P调整MOS阈值电压 防漏区电场穿过n型沟道区到达源区 注入B调整MOS阈值电压 减小电场峰值和热载流子效应表面浓度越小 阱的杂质浓度峰值在一定深度处 防漏区电场穿过p型沟道区到达源区 P p沟道器件阈值电 压(VT)调整 n沟道器,入 BF2 BF2 Si P或B P或B p沟道器件源漏区 硅 多晶硅掺杂 SiO2掺杂 减小穿通增强扩散(TED)和通道效应 多晶硅栅电极掺杂减小电阻 氧化物掺杂获得材料的优点(如更好 的流动性和杂质捕获能力) 离子注入或扩散 离子注入或扩散 思考题 ? 1.什么是杂质的固溶度减少 栅氧化物界面电荷 形成n沟道器件的源漏区 改进漏区和沟道区之间的电学性能 形成p沟道器件的源漏区 B . n沟道器件阈值 电压(VT)调整 n沟道器件轻掺 杂漏区(LDD) n沟道器件源漏 区 p沟道器件LDD B As 离子注入 As 离子注入 离子注入 离子注入 离子注, 2.杂质扩散有哪两种类型它对杂质浓度有何影响? ?,解说明试用图。元素的能量和剂量? 3.给定注入,中 估算结深如何从射程表。确确定B11 ? 6.分别说出MOS工艺中的阱、阈值、LDD和源漏 注入的能量和剂量范围? 4.和常规热退火相比为什么要采用RTA? ? 5.B和BF2注入有什么不同?如何正。的单栅和双栅是如何形成的? 7.CMOS工艺中?

  12月29日1911年,革命后经辛亥,选孙中山为中华民国临时大总统已光复的17省代表在南京推。年1月3日1912,府宣告成立中华民国政,灭亡清朝,的封建君主专制随之结束在中国持续2000多年。

  以铁为主要着色元素我国历代的青釉都,主要助熔剂以氧化钙为,铁的色釉加了氧化,里烧成黄色在氧化焰,才成为青色经过还原焰。方面另一,含量的多少釉内氧化铁,有很大关系对釉的成色。青瓷油料中铁的含量在如古代的越窑、婺州窑,较深釉色,色或艾色呈豆青;化铁含量为釉作淡青色唐代瓯窑青瓷釉的氧;的紫金土来配制黑釉德青窑用含铁量很高,铁量高达使釉内含,黑如漆因此色。

  彩人物俑在宋代这些白釉红绿,磨喝乐”时称“,文音译是梵,摩雎罗”、“磨合乐”等又称之为“摩词罗”、“,的一位尊者是佛经中,神名或者。能出神入化这位神者,牡熊化为,妇之梦人少,宜子之宜男。中描述:“七夕前三五日据孟元老《东京梦华录》,盈市车马,满街罗绮,开荷花旋折未,做双头莲都人善假,一时取玩,而归提携,往嗟爱路人往。新荷叶执之又小儿须买,磨喝乐盖效颦,妆、兢夸鲜丽儿童辈特地新。孩儿》诗云:“牧渎一块泥”又见宋代诗人许棐的《泥,恣华侈装塑。肌体微所恨,载不起金珠。红纱厨双罩,少妇初尝酸娇立花瓶底,一心喜一玩。大士灵潜乞,愿如尔生子。贫家儿岂知,瘦如鬼生子。桥巷间弃卧,?人贱不如泥谁复顾生死,而已矣三叹!会生活的真实写照”这就是宋代社。金代到了,入驻中原女真族,了汉文化逐渐融人,添丁家族,延续香火,国的头等大事仍然是一个家。女相悦之机“七夕”男,然入乡随俗女真人依,喝乐”之俗享祭“摩。物俑的服饰装束上从白釉红绿彩人,族右衽服饰的区别不难看出左衽与汉,衣与内穿左衽衫以及外着开襟,骑马着勒靴等等足下蹬翘头履与,期生活习惯戚戚相关这些都与其民族长,游牧的少数民族农耕的汉民族与,个大家庭之中在中华民族这,吸收、互补相互融合、,族文化的繁盛促进了中华民。