輻射退火是指輻射作用會影響退火過程。在氧化物超導薄膜的退火過程中，光輻照可以在低溫下促進薄膜晶體化以及控制薄膜中氧的含量。
基本介紹
- 中文名：輻射退火
- 外文名：radioactive annealing effect
- 一級學科：工程技術
- 二級學科：電力系統
- 退火：一種處理工藝
- 特點：輻射作用對退火過程產生影響
輻射,退火,改性SOI材料的輻射退火,薄膜製備,
輻射
輻射指的是由場源出的電磁能量中一部分脫離場源向遠處傳播，而後再返回場源的現象，能量以電磁波或粒子（如阿爾法粒子、貝塔粒子等）的形式向外擴散。自然界中的一切物體，只要溫度在絕對溫度零度以上，都以電磁波和粒子的形式時刻不停地向外傳送熱量，這種傳送能量的方式被稱為輻射。輻射之能量從輻射源向外所有方向直線放射。物體通過輻射所放出的能量，稱為輻射能。輻射按倫琴 /小時(R)計算。輻射有一個重要特點，就是它是“對等的”。不論物體（氣體）溫度高低都向外輻射，甲物體可以向乙物體輻射，同時乙也可向甲輻射。一般普遍將這個名詞用在電離輻射。輻射本身是中性詞，但某些物質的輻射可能會帶來危害。
退火
退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然後以適宜速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘餘應力，穩定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。準確的說，退火是一種對材料的熱處理工藝，包括金屬材料、非金屬材料。而且新材料的退火目的也與傳統金屬退火存在異同。
改性SOI材料的輻射退火
絕緣體上矽（Silicon On Insulator，SOI）技術作為一種全介質隔離技術，消除了體矽CMOS電路的寄生NPNP通道，具有抗閉鎖效應的能力；在輻射環境中，由於輻射引起的電荷收集僅限於頂層矽內，大大提高了的抗單粒子能力和抗瞬時輻射效應的能力。但SOI材料由於絕緣埋層的存在，使得SOICMOS器件的總劑量輻射效應較體矽CMOS器件較為複雜。在電離輻射環境下，輻射將會在絕緣埋層產生大量的輻射感生陷阱電荷，在界面處生成界面態。這些輻射感生的陷阱電荷和界面態會引起器件和電路性能的嚴重退化，導致SOI器件閡值電壓漂移、關態漏電流增加，SOI CMOS電路的靜態功耗劇增，從而限制SOI技術在輻射環境中的套用。因此，對SOI器件和電路在空間系統等輻射環境中套用時，除了像體矽器件一樣對場氧或淺溝槽隔離氧化物進行加固以外，還須對絕緣埋層進行改性處理，以抑制總劑量輻射帶來的負面影響。
在常溫條件下，輻射結束後退火初期，界面態和陷阱電荷的退火同時進行，24小時內界面態基本恢復到輻照前的水平；而陷阱固定電荷的退火較慢，主要的陷阱固定電荷退火發生在高溫加速退火過程中。
薄膜製備
氧化物超導薄膜有可能套用於多種技術領域，在半導體積體電路領域，它可用作低電阻連線，這已成為超高速器件發展中十分引人注目的問題。為了將超導薄膜用於這種目的，而不影響襯底器件的特性，必須採取低溫製造工藝.通常製備超導薄膜，要在高達900℃的溫度下對薄膜進行氧化退火處理，以獲得高溫超導電性。然而，高溫退火處理不僅使薄膜的表面變得粗糙，引起襯底彎曲，而且可能會使薄膜與襯底材料的成分互相擴散，因此降低薄膜的退火溫度是很必要的。
光輻射用於低溫製備半導體薄膜是非常成功的。在氧化物超導薄膜的退火過程中，光輻照可以在低溫下促進薄膜晶體化以及控制薄膜中氧的含量。光輻射退火的優點是降低了工藝溫度，降低了薄膜電阻，提高了零電阻溫度值。
