（Pb,La）TiO3铁电薄膜的制备及热释电性能研究

讨论了ＰＬＴ１５铁电薄膜的溶胶－凝胶制备技术,及ＰＬＴ薄膜的结构和电性能研究。结果表明,在Ｓｉ基片上成功地生长出钙钛矿型结构多晶铁电薄膜,在（１１１）Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ上外延生长出（１１１）ＰＬＴ１５铁电薄膜。溶胶－凝胶制备的ＰＬＴ１５铁电薄膜具有优良的热释电性能,其热释电系数ｐ为５．２５×１０－８Ｃｃｍ－２Ｋ－１,电压响应率优值ＦＶ达到０．７８×１０－１０Ｃｃｍ／Ｊ,探测率优值Ｆｍ为１．１３×１０－８Ｃｃｍ／Ｊ,适于制备热释电红外探测器     

SiC器件──物理与数值模拟

从文献中摘出了６Ｈ碳化硅（６Ｈ～ＳｉＣ）的重要材料参数并应用到２－Ｄ器件模拟程序ＰＩＳＣＥＳ和ＢＲＥＡＫＤＯＷＮ及１－Ｄ程序ＯＳＳＩ中。６Ｈ－ＳｉＣｐ－ｎ结的模拟揭示了由于反向电流密度较低的缘故相应器件在高达１０００Ｋ温度下应用的可能性。６Ｈ－ＳｉＣ１２００Ｖｐ－ｎ￣（－）－ｎ￣（＋）二极管与相应硅（Ｓｉ）二极管的比较说明６Ｈ－ＳｉＣ二极管开关性能较高，同时由于６Ｈ－ＳｉＣ　ｐ－ｎ结内建电压较高，其正向功率损耗比Ｓｉ略高。这种缺点可用６Ｈ－ＳｉＣ肖特基二极管克服。Ｓｉ、３Ｃ－ＳｉＣ和６Ｈ－ＳｉＣ垂直功率ＭＯＳＦＥＴ的开态电阻通过解析计算进行了比较。在室温下，这种ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ的开态电阻低于０．１Ωｃｍ￣２，可在高达５０００Ｖ阻塞能力下工作，而ＳｉＭＯＳＦＥＴ则限于５００Ｖ以下。这一点通过用ＰＩＳＣＥＳ计算６Ｈ－ＳｉＣ１２００ＶＭＯＳ－ＦＥＴ的特性得以验证。在低于２００Ｖ的电压区，由于硅的迁移率较高且阈值电压较低，故性能更优良。在上述的６Ｈ－ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ的栅氧化层和用于钝化平面结的场板氧化层中存在着大约４×１０￣６Ｖ／ｃｍ的电场。为了研究ＳｉＣ器件的高频性能，提出了６Ｈ－ＳｉＣ发射极的异质双极晶体管?     

利用氟化气体和氧气的混和物进行SiC薄膜的反应离子刻蚀

本文研究了在ＳＦ＿６、ＣＢｒＦ＿３和ＣＨＦ＿３与氧相混合的几种氟化气体等离子体中，ＳｉＣ薄膜反应离子刻蚀（ＲＩＥ）的深度。通过监测射频等离子体的光发射谱及产生等离子体的直流偏压来研究刻蚀机理。为了更精确地定量分析刻蚀工艺，使用氩光能测定技术使等离子发射强度转换为相应的等离子物质浓度。为获得选择性的ＳｉＣ－Ｓｉ刻蚀及ＳｉＣ薄膜的各向异性图形，对等离子体条件，如气体混合物的构成、压力和功率进行了研究。首次采用ＣＢｒＦ＿３／７５％Ｏ＿２和ＣＨＦ＿３／９０％Ｏ＿２，在等离子条件为２００Ｗ，２０ｓｃｃｍ，２０ｍｔｏｒｒ时，得到了ＳｉＣ：Ｓｉ的刻蚀速率的比值大于１。最好的各向异性截面是在ＲＩＥ方式下，采用ＣＨＦ＿３气体获得的。一个约－３００Ｖ的直流偏压临界值，对于ＳｉＣ刻蚀速率的限制区域分为化学和物理控制。对于所有气体，均在刻蚀后的ＳｉＣ膜上发现了富碳的表面。氟化气体中ＳｉＣ的刻蚀机理可从加载实验、表面分析及其他刻蚀现象中推断出来。文中给出了碳和氧之间发生化学反应的证据，而氟和碳之间发生化学反应的证据却没有观察到。通过实验，提出了一种化学和物理刻蚀相结合的模型。而为理解刻蚀截面，提出了碳保护的机理。     

6H－SiC反型沟道和掩埋沟道MOS器件的特性

介绍了在宽禁带半导体６Ｈ－ＳｉＣ材料上制作的反型沟道和掩埋沟道栅控二极管及ＭＯＳＦＥＴ。器件的制作采用了热氧化和离子注入技术。因为６Ｈ－ＳｉＣ禁带宽度为３ｅＶ，用ＭＯＳ电容很难测量表面态，故利用栅控二极管在室温条件下来测量表面态。反型沟道器件中电子有效迁移率为２０ｃｍ２／Ｖ．ｓ，而掩埋沟道ＭＯＳＦＥＴ沟道中的体电子迁移率为１８０ｃｍ２／Ｖ．ｓ。掩埋沟道晶体管是第一只ＳｉＣ离子注入沟道器件，也是第一只６Ｈ－ＳｉＣ掩埋沟道ＭＯＳＦＥＴ。     

a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜微结构的退火行为

采用ＰＥＣＶＤ技术在Ｐ型硅衬底上制备了ａ－ＳｉＯｘ：Ｈ／ａ－ＳｉＯｙ：Ｈ多层薄膜,利用ＡＥＳ和ＴＥＭ技术研究了这种薄膜微结构的退火行为,结果表明：ａ－ＳｉＯｘＬ：Ｈ／ａ－ＳｉＯｙ：Ｈ多层薄膜经退火处理形成ｎｃ－Ｓｉ／ＳｉＯ２多层量子点复合膜,膜层具有清晰完整的结构界面,纳米硅嵌埋颗粒呈多晶结构,颗粒大小随退火温度升高而增大小随退火温度升高而增大,在一定的实验条件下,样品在６５０℃下退火可形成尺寸大     

高度取向ZnO薄膜的介电和光波导特性研究

用溶胶凝胶法在不同的基片上制备了具有高度 ｃ 轴即（００２）取向的 Ｚｎ Ｏ 薄膜,研究了溶剂、稳定剂等对合成的先体溶液的影响。对薄膜的 Ｘ Ｒ Ｄ 分析表明随热处理温度的增加,ｃ 轴取向度增大,并且薄膜的晶粒尺寸在 ３００ ° Ｃ～５００ ° Ｃ 范围内增幅较大。用端面耦合的方法测量了制备在 Ｓｉ Ｏ２／ Ｓｉ（１１１）基片上薄膜的波导损耗,即随热处理温度的增加,波导损耗增大,主要来源于 Ｚｎ Ｏ 薄膜与 Ｓｉ Ｏ２ 的界面及晶粒的散射。制备在 Ｐｔ／ Ｓｉ Ｏ２／ Ｓｉ（１１１）基片上薄膜的相对介电常数为 ７～１３,电阻率则为 １．７×１０４ Ω·ｃｍ ～９．８×１０５ Ω·ｃｍ 。     

6H—SiC反型沟道和掩埋沟道MOS器件的特性

介绍了在宽禁带半导体６Ｈ－ＳｉＣ材料上制作的反型沟道和掩埋沟道栅控二极管及ＭＯＳＦＥＴ。器件的制作采用了热氧化和离子注入技术。因为６Ｈ－ＳｉＣ禁带宽度为３ｅＶ，用ＭＯＳ电容很难测量表面态，故利用栅控二极管在室温条件下来测量表面态。反型沟道器件中电子有效迁移率为２０ｃｍ＾２／Ｖ．ｓ，而掩埋沟道ＭＯＳＦＥＴ沟道中的体电子迁移率为１８０ｃｍ＾２／Ｖ．ｓ，掩埋沟道晶体管是第一只ＳｉＣ离子注入沟道器件，也是     

CdSe薄膜晶体管制备工艺的研究

对ＣｄＳｅ－ＴＦＴ的制作工艺进行了探索,对ＴＦＴ矩阵的关键材料－半导体层ＣｄＳｅ的性质进行了研究。利用ＸＣ－３６型高阻仪研究了ＣｄＳｅ薄膜电阻率随蒸发速度的变化,用三探针法和Ｃｕｒｖｅ Ｔｒａｃｅｒ ＱＴ－２对ＴＦＴ样管的基本性能进行了测试,得到载流子迁移率为１７０ｃｍ２／Ｖ．ｓ,ＯＦＦ态电流小于１０＾－１０Ａ,ＯＮ态电流为１０＾－４Ａ。     

金属有机物热分解法制备铁电Bi4Ti3O12薄膜

由硝酸铋和钛酸丁酯原料出发，采用金属有机物热分解法在较低温度下（５００～６００°Ｃ）合成了赝正交晶系的铁电Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２多晶薄膜。对其结构进行了ＸＲＤ分析，对其介电、铁电和伏－安特性进行了测试分析。结果表明，晶格常数ａ和ｂ随烧结温度增高而减小，ｃ则不变；晶粒尺寸随烧结温度增高而增大。介电常数随频率增高而减小，损耗角正切随频率增高呈锅底形，在１０３～１０４Ｈｚ范围最低；介电常数随烧结温度增高而增大，是由于晶粒长大、晶界减薄引起的。介电常数和损耗角正切的典型值为１２４和０．０２。５５０°Ｃ以上烧结样品有较好的电滞回线；矫顽电场、自发极化、剩余极化均随烧结温度增加而增大；５５０°Ｃ烧结样品的典型参数值为Ｅｃ＝１２７ｋＶ／ｃｍ、Ｐｓ＝１１．１μＣ／ｃｍ２和Ｐｒ＝８．３３μＣ／ｃｍ２。薄膜样品的直流电阻率约为１０１０～１０１２Ω·ｃｍ，击穿电压约１５～２５Ｖ。     

电力器件用的6H—SiC,3C—SiC和Si的比较

为了实现５０～５００Ｖ的击穿电压范围，本文详细讨论了６Ｈ－ＳｉＣ和３Ｃ－ＳｉＣ肖特基整流器和功率ＭＯＳＦＥＴ的漂移区性质。利用这些数据计算了器件的输出特性，并与Ｓｉ器件做了比较，结果表明，由于其漂移区电阻非常低，故５０００ＶＳｉＣ肖特基整流器和功率ＭＯＳＦＥＴ在室温下能够处理１００Ａ／ｃｍ＾２的导通电流密度，正向压降仅分别为３．８５和２．９５Ｖ。这些数值甚至优于Ｓｉｐｉｎ整流器和门可关断晶闸管。这     

低介电常数含氟氧化硅薄膜的红外光谱分析

用等离子体化学气相淀积 (PECVD)制备了含氟氧化硅薄膜 (Si OF薄膜 )。通过傅里叶变换红外光谱 (FTIR)分析 ,研究了氟掺入后薄膜结构的变化 ,并进一步讨论了氟对薄膜介电常数及吸水性的影响。研究表明氟掺入后改变了 Si- O键上的电荷分布 ,降低了薄膜中 Si- O键的极性 ,导致 Si- O键伸缩振动吸收峰发生蓝移。同时氟的掺入抑制了强极性 Si- OH键的形成。这些变化有利于薄膜中离子极化和偶极子转向极化的降低 ,因而使薄膜介电常数减小。对 Si- F吸收峰的高斯拟合表明 ,在氟含量较高时 ,薄膜中掺入的氟一部分会以 Si F2 结构存在。由于 Si F2 结构稳定性较差 ,易与水汽发生作用 ,因而高氟掺杂的 Si OF薄膜易吸水 ,并使薄膜性能变差     

氟化非晶碳薄膜(a-C:F)的制备与表征

以C4F8和CH4为源气体,采用电子回旋共振等离子体化学汽相沉积(ECR-CVD)方法,在不同气体混合比条件下沉积了非晶氟化碳(a-C:F)薄膜低k层间介质.实验中薄膜的沉积速率可达220nm/min,测得的介电常数为2.14～2.58.X光电子能谱表明,随着甲烷含量增大,薄膜中CF3,CF2结构含量减少而CF和C*-CFx(x=1～3)交联结构增多;原子力显微镜表明,在采用C4F8为前驱气体时,高分子基团C Fy在成膜时造成了粗糙不平、多孔渗水的薄膜表面形貌.结果表明,CF基团成分增加而CF2基团成分减小导致了薄膜电子极化增强,介电常数增大.     

超大规模集成电路中低介电常数SiOF薄膜研究

详细介绍了低介电常数的含氟氧化硅（SiOF）介质薄膜制备的工艺,并分析了试样的FTIR光谱,发现薄膜中大部分的氟以Si--F键形成存在。C-V特性测量表明薄膜介电常数随氟含量的增加而减小。本文还进一步讨论了介电常数与氟原子含量之间的内在联系。     

PECVD制备非晶硅薄膜的研究

实验采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在Si衬底上制备了非晶硅薄膜。研究了射频功率、PH3掺杂浓度等因素对薄膜电阻率以及应力的影响。实验结果表明,对于非掺杂非晶硅薄膜,当射频功率从15W增加到45W时,薄膜应力从张应力变化到压应力,在射频功率为35W时,应力几乎为零,应力绝对值先降低后增加,淀积速率随着射频功率的增加而增加;对于掺杂非晶硅薄膜,电阻率随着PH3掺杂浓度的增加而降低,当PH3流量从0cm3/min增加到12cm3/min时,薄膜掺杂效果明显,电阻率降低3个数量级,继续增加PH3流量,电阻率变化较小,而应力随着PH3掺杂浓度的增加而降低,当PH3流量超过12cm3/min时,应力有增加的趋势。     

Nd掺杂对BiFeO3薄膜微结构和电学性能的影响

采用化学溶液方法,在LaNiO3/Si(100)衬底上生长了Nd掺杂的BiFeO3薄膜.XRD分析结果表明,随着Nd掺杂量的增加,薄膜晶格变小,Nd掺杂量为20%时,薄膜出现杂相.介电测试表明,随着Nd掺杂量的增加,介电常数和损耗减小,Nd掺杂量为2%的薄膜表现出很强的介电色散现象并出现介电损耗弛豫峰,其符合类德拜模型特征.随着Nd掺杂量增加,薄膜的漏电流减小,在低电场下,电流输运遵从SCLC模型,在高场下,电流输运遵循Poole-Frenkel模型.分析结果表明Nd掺杂对薄膜微结构和电学性能有显著影响.     

用ECRC-VD方法制备非晶氟化碳薄膜

以C4F8为源气体,Ar为稀释气体,用电子回旋共振化学汽相淀积的方法制作了非晶氟化碳薄膜;使用XPS和FTIR分析薄膜的化学组分和成键类型;研究了微波功率对于沉积速率和薄膜光学性质的影响。沉积速率随Ar在混合气体中比例的增大先增大后降低,随微波功率的增加而增加,并最终趋于饱和值。沉积的薄膜介电常数约为2.0,在可见光区薄膜具有良好的透光性。在较高的微波功率条件下,沉积薄膜的光学带隙减小。     

Zn掺杂对BST薄膜介电调谐性能的影响

用sol-gel法在Pt/SiO2/Si基片上制备了未掺杂和掺杂Zn的钛酸锶钡(BST)薄膜。用XRD对BST薄膜进行了物相分析,研究了Zn掺杂对薄膜的表面形貌和介电调谐性能的影响。结果表明:室温下,随着Zn加入量的增加,BST薄膜的介电常数减小,介质损耗降低,介电调谐量增加。x(Zn)为0.025的BST薄膜具有最大的优越因子(FOM),其值为29.28。     

Effect of Poly(4-vinylphenol) Concentration Increase on Deposition Rate of Dielectric Thin Film Fabrication by Using Electrohydrodynamic Atomization

In this work, the effect of poly(4-vinylphenol) (PVP) concentration increase on electrohydrodynamic atomization and its deposition rate has been studied. The aim of this study is to further increase the deposition rate of uniform dielectric thin films by the nonvacuum electrohydrodynamic atomization process. The operating envelope has been explored by subjecting ink to controlled flow through a metallic capillary exposed to an electric field at ambient temperature. It has been observed that greater applied voltage is required to develop a stable cone jet from a highly concentrated PVP meniscus, in comparison with lower concentration. A combination of optimized parameters has been used from the developed operating envelope to generate an electrohydrodynamic jet, which subsequently disintegrated into droplets, thus depositing a uniform PVP thin film on indium tin oxide-coated polyethylene terephthalate substrates with average thickness of ~40 nm at constant substrate speed of 3 mm/s. The PVP thin film has been characterized by using scanning electron microscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, and ultraviolet (UV)–visible spectroscopy.     

低介电常数氟化非晶碳薄膜的制备与检测

氟化非晶碳(a-C∶F)薄膜具有介电常数低、热稳定性好等优点,普遍认为是下一代集成电路互联层绝缘介质的最佳候选材料之一。结合研究实践,综述了国内外低介电常数氟化非晶碳薄膜主要的制备技术、工艺参数及性能检测技术,指出了介电常数和热稳定性的矛盾是阻碍该薄膜实用化的主要原因。     

Structural phase transition in pentacene caused by molecular doping and its effect on charge carrier mobility

The structural properties and charge carrier mobility of pentacene doped by 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ) and 2,2-(perfluoronaphthalene-2,6-diylidene) dimalononitrile (F6-TCNNQ) are studied by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, field effect transistor measurements, and space charge limited currents (SCLC). We observe the presence of polycrystalline and amorphous domains within the doped pentacene film grown under co-deposition conditions. The appearance of the amorphous phase is induced by the molecular dopants F4-TCNQ and F6-TCNNQ. A strong drop of crystallite size is obtained at a doping concentration of around 7 and 4 wt.%, respectively. The loss of the polycrystalline structure is correlated to a strong decrease of the charge carrier mobility in pentacene in horizontal and vertical film structures. We discuss typical scenarios of charge transport for polycrystalline and amorphous thin films in order to explain the observed loss of mobility originated by the doping induced structural phase transition. In this way an optimum doping concentration for highest conductivity with acceptable mobility is determined which can help to improve the performance of organic solar cells and organic high-frequency rectification diodes.