一种高k薄膜MOS结构及其制备和检测方法与流程

本发明属于微电子领域，具体涉及mos结构，特别涉及一种高k薄膜mos结构及其制备和检测方法。

背景技术：

随着半导体技术的飞速发展，微纳电子制造技术越来越向高能、多功能、大容量和微型化方向发展，半导体芯片的集成度越来越高，晶体管尺寸也越来越小。目前，随着集成电路线宽缩小至28nm的技术节点的出现，传统sio2栅介质薄膜出现了可靠性下降的问题，越来越多的研究者开始寻找新型高k栅介质材料替代sio2来提高集成度。

但是，现有技术中替代sio2的栅介质材料的介电常数、导带偏移量及高温稳定性等性能均不理想，而且具有高介电常数(高k)的栅介质材料常常具有较小的禁带宽度，无法满足微电子领域中28nm线宽以下高端集成电路的需求。

因此，目前亟需解决的问题是提供一种具有高介电常数、低漏电流密度和宽禁带宽度的栅介质材料及利用其的mos结构。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：采用稀土靶材和钛靶材在含氧气氛中溅射得到高k栅介质薄膜，将其制成mos结构后进行退火处理，得到的mos结构具有较小的漏电流密度、较大的介电常数和较宽的禁带宽度；同时将高k栅介质薄膜溅射在石英玻璃衬底上，然后采集吸收光谱，可以直观测定出薄膜的禁带宽度，操作简单方便，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，本发明提供了一种高k薄膜mos结构，其中，所述高k薄膜mos结构包括高k栅介质薄膜，所述薄膜由稀土靶材和钛靶材在含氧气体中溅射在衬底上得到。

第二方面，本发明提供了一种第一方面所述高k薄膜mos结构的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：

步骤1，清洗衬底，对靶材进行预处理；

步骤2，通入含氧气体，在衬底上溅射得到高k栅介质薄膜；

步骤3，在所述高k栅介质薄膜和衬底上溅射电极，得到所述mos结构；

优选地，在步骤3之后还包括以下步骤：

步骤4，对制备得到的mos结构进行退火处理。

第三方面，本发明提供了一种用于检测第一方面所述mos结构的禁带宽度的方法，优选用于检测mos结构中高k栅介质薄膜的禁带宽度，其中，所述检测方法包括以下步骤：

步骤i，清洗衬底，对靶材进行预处理；

步骤ii，通入含氧气体，在衬底上溅射得到高k栅介质薄膜；

步骤iii，采集薄膜的吸收光谱，检测禁带宽度。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)本发明所述的高k薄膜mos结构，具有较高的禁带宽度、介电常数及较低的漏电流密度，耐高温性能较好；

(2)本发明所述的高k薄膜mos结构的制备方法，操作简单，条件易控，易于大规模生产；

(3)本发明所述的高k薄膜mos结构的制备方法，对mos结构进行退火处理，能够补充薄膜中氧空位缺陷，提高薄膜的综合性能；

(4)本发明所述的高k栅介质薄膜禁带宽度的检测方法，可以进行直观测量，简单易控，测量准确。

附图说明

图1示出本发明实施例1、5～7及对比例1中制备的产品的c-v特性曲线；

图2示出本发明实施例1、5～7及对比例1中制备的产品的i-v特性曲线；

图3示出本发明实施例1、5～7及对比例1中制备的产品的负平带偏移电压vfb、氧化电荷密度qox与介电常数k的变化曲线；

图4示出本发明实施例2、8～11中制备的产品的(αhυ)²-hυ曲线。

具体实施方式

下面通过优选实施方式和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

第一方面，本发明提供了一种高k薄膜mos结构，其中，所述高k薄膜mos结构包括高k栅介质薄膜，所述薄膜由稀土靶材和钛靶材在含氧气体中溅射在衬底上得到。

其中，所述薄膜为非晶氧化物薄膜，所述衬底为半导体衬底，优选为硅、砷化镓、磷化铟或锑化镓单晶片中的一种或多种。

根据本发明一种优选的实施方式，所述薄膜的厚度为15～25nm，优选为17～22nm，更优选为20nm。

根据本发明一种优选的实施方式，所述稀土靶材为镧、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钆或钇靶材中的一种或多种。

在进一步优选的实施方式中，所述稀土靶材为镧、钐、铽、钪、钆或钇靶材中的一种或多种。

在更进一步优选的实施方式中，所述稀土靶材为钆靶材。

本发明人经过研究发现，稀土氧化物具有较高的介电常数和较宽的禁带宽度，而二氧化钛的介电常数高达80，将稀土氧化物与二氧化钛掺杂能够显著提高制备的栅介质薄膜材料的介电常数和禁带宽度，且能够提高薄膜与衬底接触的稳定性，阻止界面层的产生。

根据本发明一种优选的实施方式，所述含氧气体包括氧气和惰性气体。

在进一步优选的实施方式中，所述惰性气体与氧气的流量比为(20～40)：10，优选为(25～35)：10，更优选为30:10。

在更进一步优选的实施方式中，所述惰性气体为氩气。

根据本发明一种优选的实施方式，所述mos结构还包括溅射在薄膜上层和衬底底层的金属电极。

在进一步优选的实施方式中，所述金属电极选自金、银和钯电极中的一种或多种。

在更进一步优选的实施方式中，所述金属电极为金电极。

第二方面，本发明提供了一种高k薄膜mos结构的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，清洗衬底，对靶材进行预处理。

在本发明中，优选选择p型(100)，电阻率为1～10ω·cm的单晶硅片为衬底，硅片大小优选为15mm×15mm。

在本发明中，为了获得优质的薄膜，首先要清洗硅衬底，除去硅衬底表面的天然氧化层，得到清洁、平整的硅表面。

其中，所述衬底的清洗包括以下步骤：

(1)将硅片置于去离子水中进行超声处理5～15min，优选为7～12min；

(2)在浓硫酸和双氧水的混合溶液中(体积比为2～4:1)煮沸10～20min，优选为12～18min；

此步处理能够去除硅片表面的有机物；

(3)用去离子水冲洗后，采用hf溶液清洗(例如浓度为10％的hf溶液)清洗20～40s，如30s；

(4)用去离子水冲洗，然后在浓硝酸中煮沸1～5min(例如3min)；

(5)用去离子水冲洗，并依次重复步骤(3)、步骤(4)和步骤(3)；

(6)用去离子水冲洗，在氨水和双氧水的混合水溶液(例如nh4oh:h2o2:h2o＝1:1.5:5)中煮沸2～8min(例如4min)；

(7)重复步骤(3)，然后去离子水冲洗，再在浓hcl:h2o＝3:1混合溶液中煮沸；

(8)向步骤(7)混合溶液中加入与浓hcl等量的h2o2；

(9)去离子水冲洗，氮气吹干硅片。

在本发明中，优选选择磁控溅射设备制备高k栅介质薄膜，将氮气吹干后的硅片迅速放入磁控溅射设备的真空腔内。

根据本发明一种优选的实施方式，所述靶材为稀土靶材和钛靶材，

所述稀土靶材为镧、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钆或钇靶材中的一种或多种，

优选为镧、钐、铽、钪、钆或钇靶材中的一种或多种，

更优选为钆靶材。

根据本发明一种优选的实施方式，所述预处理包括以下步骤：

步骤1-1，对靶材进行初步清洁。

本发明人经过研究发现，现有技术中的陶瓷靶在进行磁控溅射的过程中容易受热开裂，因此在本发明中优选选择金属靶材。

在本发明中，所述初步清洁指的是用细砂纸细致打磨金属靶材，以去除靶材表面天然形成的氧化皮。

步骤1-2，将靶材安装至靶位，并抽真空。

其中，将打磨好的靶材安装在靶位上，调节靶材至适宜的倾斜角度，关闭腔体门，进行抽真空处理，所述真空度小于8×10^-4pa，优选小于7×10^-4pa。

步骤1-3，通过预溅射进一步清洁靶材。

在本发明中，抽真空处理后，在关闭靶材挡板的情况下，通入氩气，调节射频电源功率，进行预溅射。

根据本发明一种优选的实施方式，所述氩气的流量为40sccm。

在进一步优选的实施方式中，所述靶材所在射频电源功率为70～90w，溅射时间为15～25min。

在更进一步优选的实施方式中，所述靶材所在射频电源功率为80w，溅射时间为20min。

其中，在预溅射完毕后，关闭射频电源。

步骤2，通入含氧气体，在衬底上溅射得到高k栅介质薄膜。

根据本发明一种优选的实施方式，在溅射前通入含氧气体，调节靶材所在射频电源的功率，然后打开靶材挡板，进行薄膜溅射。

在进一步优选的实施方式中，所述含氧气体包括氧气和惰性气体。

在更进一步优选的实施方式中，所述惰性气体与氧气的流量比为(20～40)：10，优选为(25～35)：10，更优选为30:10。

优选地，所述惰性气体为氩气。

本发明人研究发现，当氩气与氧气的流量比为30:10时，得到的mos结构具有较小的漏电流密度及较大的介电常数。

根据本发明一种优选的实施方式，所述稀土靶材所在射频电源功率为10～30w，钛靶材所在射频电源功率为10～30w。

在进一步优选的实施方式中，所述稀土靶材所在射频电源功率为15～25w，钛靶材所在射频电源功率为15～25w。

在更进一步优选的实施方式中，所述稀土靶材所在射频电源功率为20w，钛靶材所在射频电源功率为20w。

其中，在溅射的过程中，稀土靶材在含氧气体中形成的稀土氧化物具有较高的介电常数和较宽的禁带宽度，而钛靶材在含氧气体中形成的二氧化钛的介电常数较大，将二者形成结构固溶物，能够阻止界面层的产生和解决氧在栅介质材料中的扩散问题，同时使制得的栅介质薄膜具有较高介电常数、较低漏电流和较宽禁带宽度等良好的综合性能。

根据本发明一种优选的实施方式，所述溅射的时间为4～8min，优选为5～7min，更优选为6min。

其中，溅射时间越长，薄膜厚度越大，溅射时间长不仅延长工艺过程，而且，长时间溅射下得到的较厚薄膜不利于器件的小型化。

根据本发明一种优选的实施方式，所述溅射得到的高k栅介质薄膜的厚度为15～25nm，优选为17～22nm，更优选为20nm。

步骤3，在所述高k栅介质薄膜和衬底上溅射电极，得到所述mos结构。

在本发明中，用掩膜板遮盖上述溅射得到的溅有高k栅介质薄膜的硅片，通入氩气，然后采用直流脉冲电源对薄膜上层和硅片底层溅射金属电极，制成mos结构，以进行电学性能测试。

根据本发明一种优选的实施方式，所述溅射的金属电极选自金、银和钯电极中的一种或多种，优选为金电极。

在进一步优选的实施方式中，所述氩气的流量为30～50sccm，优选为40sccm。

步骤4，对制备得到的mos结构进行退火处理。

本发明人经过大量的实验研究发现，经磁控溅射得到的栅介质薄膜中存在大量的氧空位等缺陷，氧空位的存在会降低介电常数，增大漏电流，从而影响整个mos结构的电学以及光学特性。而对制备的mos结构进行退火处理，能够补充薄膜缺陷，提高产品的综合性能。因此，本发明中优选将得到的mos结构进行退火处理。

根据本发明一种优选的实施方式，所述退火在氧气气氛中进行，所述氧气的流量为80～120sccm。

在进一步优选的实施方式中，所述氧气的流量为90～110sccm，优选为100sccm。

根据本发明一种优选的实施方式，所述退火处理的温度为400～700℃，退火时间为4～8min。

在本发明中，所述退火处理在管式炉的石英管内进行，所述管式炉的升温速率为8～12℃/min，优选为10℃/min。

其中，待管式炉升温至设定温度后再将样品移至炉内，以避免产生界面层，从而提高薄膜的性能。

在进一步优选的实施方式中，所述退火处理的温度为500～650℃，退火时间为5～7min。

在更进一步优选的实施方式中，所述退火处理的温度为600℃，退火时间为6min。

本发明人经过研究发现，经过退火处理，制备的产品中栅介质薄膜材料的漏电流降低、介电常数增大。在400～700℃退火温度范围内，随着温度的升高，漏电流密度呈先降低再升高的趋势，当退火温度为600℃，处理6min时，漏电流密度最低；且在退火温度为600℃时，介电常数达到最大。

第三方面，本发明提供了一种检测方法，优选用于检测第一方面所述mos结构中高k栅介质薄膜的禁带宽度，所述检测方法包括以下步骤：

步骤i，清洗衬底，对靶材进行预处理。

其中，所述衬底优选为石英玻璃衬底，采用丙酮进行超声清洗，然后在清洗后将石英玻璃衬底吹干。

所述预处理包括以下子步骤：

步骤i-1，对靶材进行初步清洁。

步骤i-2，将靶材安装至靶位，并抽真空。

其中，所述抽真空处理后真空度小于8×10^-4pa，优选小于7×10^-4pa。

步骤i-3，通过预溅射进一步清洁靶材。

其中，抽真空处理后，在关闭靶材挡板的情况下，通入氩气，调节射频电源功率，进行预溅射。

根据本发明一种优选的实施方式，所述氩气的流量为40sccm。

在进一步优选的实施方式中，所述靶材所在射频电源功率为70～90w，溅射时间为15～25min。

在更进一步优选的实施方式中，所述靶材所在射频电源功率为80w，溅射时间为20min。

根据本发明一种优选的实施方式，所述靶材为稀土靶材和钛靶材，

所述稀土靶材为镧、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钆或钇靶材中的一种或多种，

优选为镧、钐、铽、钪、钆或钇靶材中的一种或多种，

更优选为钆靶材。

步骤ii，通入含氧气体，在衬底上溅射得到高k栅介质薄膜。

根据可本发明一种优选的实施方式，所述含氧气体包括氧气和惰性气体。

在进一步优选的实施方式中，所述惰性气体与氧气的流量比为(20～40)：10，优选为(25～35)：10，更优选为30:10。

优选地，所述惰性气体为氩气。

根据本发明一种优选的实施方式，所述稀土靶材所在射频电源功率为10～30w，钛靶材所在射频电源功率为10～30w。

在进一步优选的实施方式中，所述稀土靶材所在射频电源功率为15～25w，钛靶材所在射频电源功率为15～25w。

在更进一步优选的实施方式中，所述稀土靶材所在射频电源功率为20w，钛靶材所在射频电源功率为20w。

根据本发明一种优选的实施方式，所述溅射的时间为50～70min，优选为60min。

在进一步优选的实施方式中，所述溅射得到的高k栅介质薄膜的厚度为200nm。

步骤iii，采集薄膜的吸收光谱，检测禁带宽度。

其中，利用紫外光度计，选取200～800nm波长的光源范围内，采集石英衬底薄膜的吸收光谱图，采用tauc光学方法确定薄膜的禁带宽度。

任选地，将薄膜进行退火处理后，再次检测禁带宽度。

根据本发明一种优选的实施方式，所述退火在氧气气氛下进行，所述氧气的流量为80～120sccm。

在进一步优选的实施方式中，所述氧气的流量为90～110sccm，优选为100sccm。

根据本发明一种优选的实施方式，所述退火处理的温度为400～700℃，退火时间为4～8min。

在本发明中，所述退火处理在管式炉的石英管内进行，所述管式炉的升温速率为8～12℃/min，优选为10℃/min。

在进一步优选的实施方式中，所述退火处理的温度为500～650℃，退火时间为5～7min。

在更进一步优选的实施方式中，所述退火处理的温度为600℃，退火时间为6min。

本发明还提供了一种第二方面所述制备方法制得的高k薄膜mos结构。

实施例

以下通过具体实例进一步描述本发明，不过这些实例仅仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。

在实施例及对比例中，所使用的硅片是博特万德公司生产的p(100)晶向，电阻率1-10ω·cm；靶材是由中诺新材(北京)有限公司生产，纯度为99.9％；

所述硅片的清洗按照下述步骤进行：(1)将硅片置于去离子水中进行超声处理10min；(2)在浓硫酸和双氧水的混合溶液中(体积比为3:1)煮沸15min；(3)用去离子水冲洗后，采用浓度为10％的hf溶液清洗30s；(4)用去离子水冲洗，然后在浓硝酸中煮沸3min；(5)用去离子水冲洗，并依次重复步骤(3)、步骤(4)和步骤(3)；(6)用去离子水冲洗，在nh4oh:h2o2:h2o＝1:1.5:5的混合液中煮沸4min；(7)重复步骤(3)，然后去离子水冲洗，再在浓hcl:h2o＝3:1混合溶液中煮沸；(8)向步骤(7)混合溶液中加入与浓hcl等量的h2o2；(9)去离子水冲洗，氮气吹干硅片。

实施例1

(1)切取大小约为15mm×15mm的硅片进行清洗，氮气吹干后迅速放进磁控溅射镀膜设备(北京泰科诺科技公司生产的jcp500高真空多靶磁控溅射镀膜设备)腔室的基底盘上并进行固定；取细砂纸打磨过的钆靶材和钛靶材，安装在靶位上，关闭腔体门，抽真空至7×10^-4pa以下。

(2)在关闭靶材挡板的情况下，通入氩气40sccm，调节钆靶材和钛靶材所在射频电源功率80w，进行预溅射，进一步清洁靶材表面，20min后关闭射频电源。

(3)调节钆靶材所在射频电源功率为20w，钛靶材所在射频电源功率为20w，通入氩气和氧气的比例为30:10(sccm)，打开靶材挡板，正式进行薄膜溅射，溅射6min后，得到厚度为20nm的薄膜。

(4)用掩膜板遮盖得到的溅有复合薄膜的硅片，调节直流脉冲电源80w，通入氩气40sccm，溅射金属电极金，制成mos结构。

(5)将制备得到的mos结构置于石英管中，然后移动至升温至600℃的管式炉中，同时调节石英管内氧气气流为100sccm，开始进行快速退火，6min后将样品移出炉体，退火完成。

实施例2

(1)用丙酮超声清洗石英玻璃，氮气吹干后迅速放进磁控溅射镀膜设备(北京泰科诺科技公司生产的jcp500高真空多靶磁控溅射镀膜设备)腔室的基底盘上并进行固定；取细砂纸打磨过的钆靶材和钛靶材，安装在靶位上，关闭腔体门，抽真空至7×10^-4pa以下。

(2)在关闭靶材挡板的情况下，通入氩气40sccm，调节钆靶材和钛靶材所在射频电源功率80w，进行预溅射，进一步清洁靶材表面，20min后关闭射频电源。

(3)调节钆靶材所在射频电源功率为20w，钛靶材所在射频电源功率为20w，通入氩气和氧气的比例为30:10(sccm)，打开靶材挡板，正式进行薄膜溅射，溅射60min后，得到厚度为200nm的薄膜。

(4)利用紫外光度计，选取200～800nm波长的光源范围，采集石英衬底薄膜的吸收光谱图。

实施例3

本实施例所用方法与实施例1相似，区别在于，步骤(3)中，通入氩气和氧气的比例为40:10(sccm)。

实施例4

本实施例所用方法与实施例1相似，区别在于，步骤(3)中，通入氩气和氧气的比例为20:10(sccm)。

实施例5

本实施例所用方法与实施例1相似，区别在于，步骤(5)中，退火处理的温度为400℃。

实施例6

本实施例所用方法与实施例1相似，区别在于，步骤(5)中，退火处理的温度为500℃。

实施例7

本实施例所用方法与实施例1相似，区别在于，步骤(5)中，退火处理的温度为700℃。

实施例8

将实施例2中溅射有薄膜的石英玻璃置于石英管中，然后移动至升温至600℃的管式炉中，同时调节石英管内氧气气流为100sccm，开始进行快速退火，6min后将样品移出炉体，退火完成；

然后选取200～800nm波长的光源范围，采集石英衬底薄膜的吸收光谱图。

实施例9

本实施例所用方法与实施例8相似，区别在于，退火处理的温度为400℃。

实施例10

本实施例所用方法与实施例8相似，区别在于，退火处理的温度为500℃。

实施例11

本实施例所用方法与实施例8相似，区别在于，退火处理的温度为700℃。

对比例

对比例1

本对比例所用方法与实施例1相似，区别在于，步骤(5)中制备得到的mos结构不进行退火处理。

实验例

实验例1

对实施例1、5～7及对比例1中制备的高k薄膜mos结构进行c-v性能测试，采用的是常州同惠公司生产的th2838hlcr电桥，得到的c-v曲线如图1所示。

由图1可以看出，对比例1中制备的未经退火处理的高k薄膜mos结构的c-v特性较差，积累端饱和度较低，说明原始沉积样品的界面差，薄膜的缺陷较多，势阱密度较大。

实施例1、5～7中制备的mos结构，随着退火温度的升高，高k薄膜mos结构的电容值呈现出先逐渐增大到33.15nf(实施例1)，后迅速减低的趋势。

由图1可知，退火温度为600℃下的样品(实施例1)的电容值最大。

实验例2

对实施例1、5～7及对比例1中制备的高k薄膜mos结构进行i-v性能测试，采用的是上海辰华公司生产的电化学工作站，得到的i-v特性曲线如图2所示。

由图2可以看出，对比例1中制备的样品的漏电流密度相对于退火处理后的样品(实施例1、5～7)较大，且实施例1、5～7中的样品随着退火温度的升高，样品在-1v偏压下的漏电流呈现先降低至9.6×10^-4a/cm²，后迅速升高的趋势。

由图2可以看出，退火温度为600℃下的样品(实施例1)的漏电流密度最小。

由实验例1和实验例2的结果可以看出，将制备的高k薄膜mos结构在600℃下快速退火6min，能够显著提高制备的样品的电学性能。

实验例3

对实验例1中处理的样品(实施例1、5～7及对比例1)的c-v特性曲线参数进行提取，得到不同退火温度下负平带偏移电压vfb、氧化电荷密度qox与介电常数k的变化曲线，如图3所示。

由图3可以看出，未退火(室温25℃，对比例1)、400℃(实施例5)、500℃(实施例6)、600℃(实施例1)以及700℃(实施例7)退火样品的氧化电荷密度qox依次为3.71×10¹²cm^-2、-1.09×10¹²cm^-2、-1.61×10¹²cm^-2、-2.50×10¹²cm^-2、-0.37×10¹²cm^-2，而大的负平带偏移电压和氧化电荷密度与氧空位的缺陷、界面态以及缺陷有关。

由此可以得出，实施例1中的样品(经600℃退火处理)，呈现出最大的介电常数(23.9)、较大的负平带偏移电压及较小的氧化物电荷密度，且由c-v特性曲线还可以得出实施例1中的样品的等效氧化物厚度较小，为3.26nm。

实验例4

采用uv-2410pc紫外光度计，对实施例2及实施例8～11中制备的样品进行紫外可见吸收光谱测试，由吸收谱图可以看出在200～300nm过渡的过程中呈现出一个很强大的吸收大幅度减弱的趋势，说明实施例2、8～11中制备的薄膜强烈吸收该光谱范围的光。采用外推法对吸收光谱进行分析，利用α＝abs/d(d为薄膜厚度，abs为吸光度)得到吸收系数α，再利用吸收系数与禁带宽度的关系，做出(αhυ)²相对于hυ曲线，再通过曲线的切线与横坐标的交点得到氧化物的禁带宽度，其中，(αhυ)²＝c(hυ-eg)；式中，α为吸收系数，hυ为光子能量，h为普朗克常量，υ为光的频率，c为常数，eg为禁带宽度，结果如图4所示。

由图4可以看出，随着退火温度的提高，样品的禁带宽度由未退火(实施例2)时的4.73ev逐渐降低至退火温度为700℃(实施例11)时的4.62ev，推测可能与高温氧气氛退火时所形成二氧化钛禁带宽度较低的影响有关。

但由实验例1～3可知，退火处理能够显著改善薄膜的介电常数、漏电流密度等参数，且对禁带宽度的影响较小，因此本发明中优选选择对样品进行退火处理。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。