一种抗总剂量辐照的SOI器件及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113990846A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111142394.0(22)申请日2021.09.28(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市西大直街92号(72)发明人吴晓宏李杨秦伟卢松涛洪杨(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211代理人刘景祥(51)Int.Cl.H01L23/552(2006.01)G21F1/02(2006.01)G21F1/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种抗总剂量辐照的SOI器件及其制备方法(57)摘要一种抗总剂量辐照的SOI器件及其制备方法，属于辐射防护材料领域。本发明解决目前的高低Z交替叠层的涂层工艺复杂，需要进行多次涂覆并干燥，耗时较长且防护能力有限的问题；也无法实现具有柔性的技术问题。本发明由MAX相陶瓷基体，经过刻蚀后，得到层状结构的Ti3C2Tx材料，然后通过原子层沉积技术将高Z金属沉积到Mxene层状结构中得到复合材料，再将复合材料与树脂基体进行混合后涂覆于SOI器件表面，即得到辐射防护涂层。本发明的材料可用于生活中的防辐射服、医疗方面及核反应中所需的和防护领域。CN113990846ACN113990846A权利要求书1/1页1.一种抗总剂量辐照的SOI器件，其特征在于所述SOI器件涂层包括金属掺杂Mxene材料，所述的金属掺杂Mxene材料是通过原子层沉积技术将高Z金属氧化物沉积到Mxene层状结构中。2.根据权利要求1所述的SOI器件，其特征在于，所述高Z金属氧化物为Bi2O3、HfO2、TaO2中的一种或者其中几种的组合。3.根据权利要求1所述的SOI器件，其特征在于，Mxene是通过氢氟酸刻蚀、HCl和LiF刻蚀或者NaOH水热法刻蚀制备的。4.如权利要求1、2或3所述的SOI器件，其特征在于，所述金属掺杂Mxene材料的制备方法是通过下述步骤完成的：步骤一、Mxene材料置于原子层沉积装置腔体内；步骤二、再通入反应前驱体在真空环境下沉积高Z金属氧化物，然后用清洗气体吹扫清洗反应环境；步骤三、通入氧源进行沉积，沉积完成后用清洗气体吹扫清洗反应环境；步骤四、重复步骤二至三的操作；即得到所述的抗总剂量辐照的SOI器件材料。5.根据权利要求4所述的SOI器件，其特征在于，步骤二中以[(CH3)C2H5)N]4Hf、三(二乙胺)铋(TDEABi)、四(二甲胺)铪、五(二甲胺)钽中的一种或者多种作为反应前驱体，在0.10‑0.20torr真空环境中，反应温度为150℃‑225℃，脉冲时间为0.15s，反应时间为6S；步骤三中以高纯度水、去离子水或者臭氧作为氧源，在0.10‑0.20torr真空环境中，反应温度为150℃‑225℃，脉冲时间为0.015S～0.02s，反应时间为6S；步骤二和三所述的清洗气体为高纯氮气(99.999％)。6.根据权利要求4所述的SOI器件，其特征在于，重复步骤二至三的操作49次～499次。7.抗总剂量辐照的SOI器件复合涂层材料，其特征在于，所述复合涂层材料是将权利要求1‑3任意一项所述的纳米稀土氧化物复合粉体或者权利要求4‑6任意一项所述方法制备的金属掺杂Mxene材料均匀分散到有机树脂基体中。8.根据权利要求7所述复合涂层材料，其特征在于，所述金属掺杂Mxene材料占复合涂层材料质量的10％～50％。9.根据权利要求7所述复合涂层材料，其特征在于，所述有机树脂基体选用环氧树脂、氰酸酯、聚氨酯、高密度聚乙烯中的一种。10.用权利要求去7、8或9所述复合材料制备SOI器件的方法，其特征在于所述SOI器件的制备方法是按下述步骤进行的：步骤1、将金属掺杂Mxene材料与有机树脂基体混合，在三锟研磨机上搅拌5min～10min；步骤2、研磨结束后，将混合得到的浆料通过刮涂、旋涂或喷涂在SOI器件表面。步骤3、然后置于真空干燥箱中，在30℃～100℃下干燥6～8小时；即得到抗总剂量辐照的SOI器件。2CN113990846A说明书1/5页一种抗总剂量辐照的SOI器件及其制备方法技术领域[0001]本发明属于辐射防护材料领域；具体涉及一种抗总剂量辐照的SOI器件及其制备方法。背景技术[0002]总剂量效应是指辐射在氧化层中感应的陷阱电荷导致的器件性能退化。对于SOI器件，辐射不仅在栅氧中产生陷阱电荷和界面态电荷，同时也会在场隔离氧化层和隐埋氧化层等其他介质中产生。这些辐射诱生的电荷会造成器件关态漏电和边缘漏电增加，导致集成电路静态功耗增加甚至功能失效。因此只有解决了SOI材料和器件的抗总剂量加固的问题，才能为SOI技术的军事化应用排除障碍，更好地将其应用在抗辐射加固的微电子