离子束增强沉积Al-N共掺杂ZnO薄膜的制备

用Al2O3粉体与ZnO粉体均匀混合,压制成溅射靶。在Si和SiO2/Si衬底上,用离子束增强沉积(IBED)方法对沉积 膜作Ar+/N+注入,制备Al-N共掺杂氧化锌薄膜(ANZO)。在氮气氛中作适当的退火,可以方便地获得取向单一、结构致 密、性能良好的共掺杂ZnO薄膜。探索用IBED方法在Si和SiO2衬底上制备优质掺杂薄膜的可能性。初步研究了ANZO共掺 杂薄膜的结构、电学和光学性能。     

Al/ZnO/Ag肖特基二极管的制备与光电特性

以Si(111)为衬底,采用射频磁控溅射与高温退火工艺制备ZnO薄膜.利用X射线衍射、扫描电子显微镜对ZnO薄膜进行表征及结构分析.结果表明,ZnO薄膜具有高度的C轴择优取向,样品表面光洁、平整.在此ZnO薄膜工艺条件下,在石英玻璃衬底上成功制备了Al/ZnO/Ag肖特基二极管紫外探测器.对该紫外探测器的暗电流和365 nm波长光照下的光电流进行了测试.室温下结果表明:Ag和ZnO已形成肖特基接触,根据I-V、C-V测试得到的有效势垒高度分别为0.60 eV和0.53 eV,理想因子为12.6,理论计算得到的空间电荷密度为3.1×1016cm-3.无光照3V偏压时,暗电流为24.19 mA,当用λ=365 nm的光照射Ag/ZnO肖特基结,在3 V偏压时,光生电流为3.28 mA,表明Al/ZnO/Ag紫外探测器有明显的光响应特性.     

钛酸钡基阻变存储单元的构建及其特性

采用磁控溅射在低阻态Si(100)衬底上制备均匀的钛酸钡(BTO)薄膜,通过磁控溅射制备Ag电极,构建Si(100)/BTO/Ag阻变存储单元。利用XRD,SEM和AFM对不同退火温度和保温时间下的BTO薄膜结构和形貌进行表征,利用数字源表对Si(100)/BTO/Ag阻变存储单元进行阻变性能测试。结果表明,退火温度750℃、保温0.5 h条件下制备的BTO薄膜结晶度最高,薄膜表面晶体颗粒呈均匀分布,构建的Si(100)/BTO/Ag阻变存储单元阻变性能最佳,呈现典型的双极性开关效应。     

正交实验法优化六方氮化硼薄膜的制备工艺

采用射频磁控溅射法,在Si(100)衬底上制备了适用于声表面波(SAW)器件的氮化硼(BN)薄膜。通过正交实验法,以薄膜中六方相的纯度和取向为指标,优化了磁控溅射方法制备六方BN(h-BN)薄膜的工艺条件。利用傅里叶变换红外光(FTIR)谱和X射线衍射(XRD)谱对薄膜进行了表征,实验结果表明,溅射功率为300W、无衬底负偏压、温度为400℃和N2∶Ar=7∶8vol.%时可以制备出高纯度且高c-轴择优取向的h-BN。     

中频磁控反应溅射制备硅基氮化铝薄膜

利用中频磁控反应溅射技术,以高纯Al为靶材、高纯N2为反应气体,在Si(111)衬底上成功制备出氮化铝薄膜.通过X衍射分析和原子力显微镜测试发现:提高N2分压和升高衬底温度有利于AlN(110)的形成;随着衬底温度的改变,AlN薄膜的表面粗糙度也在变化,当衬底温度为230℃时,RMS表面粗糙度最小.实验结果表明:升高衬底温度有利于制备(110)面择优取向的AlN薄膜,退火是影响氮化铝薄膜表面粗糙度的重要因素.     

AlN薄膜的制备与绝缘性能研究

利用射频反应磁控溅射在(100)Si衬底上沉积了AlN薄膜.通过AFM,XPS,C-V及抗电测试研究了薄膜的表面形貌、成分、介电常数及抗电强度,并研究了快速热退火(RTA)对薄膜性能的影响.通过不断地改进实验参数制备出的薄膜抗电强度为13-15 MV/cm,薄膜的相对介电常数为4.22,XPS测试与分析表明薄膜中不含Al单质,且Al2p的75.1 eV的峰值表明薄膜表面已被部分氧化;薄膜的退火分析表明1 000 ℃左右的退火温度有利于提高薄膜的抗电性能.     

半导体器件钝化层Si3N4薄膜的制备及特性研究

采用热分解法在硅衬底上制备了Si3N4薄膜，根据在制备过程中薄膜生长速度随颜色的变化，研究了衬底温度和薄膜沉积速率之间的关系，分别利用AFM对薄膜表面进行观测，C—V法对薄膜和硅片界面态进行了测试。结果表明：所制备的Si3N4薄膜在硅片上以无定形方式存在，在Si3N4薄膜和硅界面之间存在着大量的表面电荷，由于这种高密度表面电荷的存在，导致Si3N4薄膜不适于直接作为半导体器件的表面钝化层。     

快速退火对HfO_2高k薄膜结构和电学性能的影响

文章采用射频反应磁控溅射法在p型Si(100)衬底上制备了HfO2高k薄膜,并对样品进行了N2气氛快速退火处理。对薄膜进行了Raman光谱、UV-VIS-NIR透过光谱、XPS以及C-V特性的分析,研究了快速退火对HfO2薄膜结构、成分、禁带宽度和电学特性的影响。结果表明,HfO2薄膜有良好的非晶稳定性,组分基本符合化学剂量比。经N2气氛快速退火处理后,薄膜的化学剂量比得到改善,禁带宽度增大,且薄膜内的固定电荷密度和平带电压偏移减小。     

射频磁控溅射制备类金刚石薄膜

采用射频磁控溅射法在Si和Ti合金基体上沉积出类金刚石(DLC)薄膜.利用拉曼光谱仪、划痕仪和扫描电子显微镜分析了DLC薄膜的结构、膜基附着力和表面形貌.结果表明:射频磁控溅射法能够制备出表面平整、结构致密的DLC薄膜;同时基体材料的不同不会影响DLC薄膜的键合结构,Si基体上涂层附着力为30N,Ti基体上膜基结合力大于40 N.     

双极脉冲磁控溅射制备Mo薄膜背接触电极

采用双极脉冲磁控溅射技术在钠钙玻璃衬底上制备了CIGS薄膜太阳电池的Mo薄膜背接触电极,通过SEM对薄膜厚度的测试,研究了不同沉积时间和衬底温度下Mo薄膜溅射速率的变化规律;通过XRD、SEM、紫外-可见分光光度计和四探针电阻测试仪对薄膜的晶体结构、表面形貌以及光电学性能进行表征,着重探讨了沉积时间和衬底温度对Mo薄膜生长、结构及性能的影响。研究结果表明,薄膜的沉积速率随沉积时间和衬底温度而变化,沉积30min后,沉积速率趋于稳定;衬底温度100℃时,薄膜沿(110)晶面定向生长被打乱,表现为沿(211)晶面生长更为显著,SEM分析发现此时晶粒为略带间隙的梭形结构,且晶体呈柱状生长。     

Influence of substrate metals on the crystal growth of AlN films

AlN films were deposited by reactive radio frequency (RF) sputtering on various bottom electrodes,such as Al,Ti,Mo,Au/Ti,and Pt/Ti.The effects of substrate metals on the orientation of AlN thin films were investigated.The results of X-ray diffraction,atomic force microscopy,and field emission scanning electron microscopy show that the orientation of AlN films depends on the kinds of substrate metals evidently.The differences of AlN films deposited on various metal electrodes are attributed to the difference...     

Si(111)和Si(100)衬底上磁控反应溅射制备AlN薄膜

采用射频磁控反应溅射法在Si(111)和Si(100)两种衬底上制备了AlN薄膜,用X射线衍射(XRD)对AlN薄膜进行了表征,研究了衬底Si(111)、Si(100)取向以及N2百分比对AlN(002)薄膜c-轴择优取向的影响。实验结果表明,Si(100)较适合生长c-轴择优取向AlN薄膜,而且N2百分比为40%时,AlN薄膜的c-轴取向最好,具有尖锐的XRD峰,此时对应于AlN(002)晶向。计算了(002)取向AlN和两种Si衬底的失配度,Si(111)面与AlN(002)面可归结为正三角形晶系之间的匹配,失配度为23.5%;而Si(100)面与AlN(002)面可归结为正方形晶系与正三角形晶系之间的匹配,失配度为0.8%,可以认为完全共格。理论分析和实验结果相符。     

热丝化学气相沉积(HFCVD)制备纳米晶态SiC紫外发光特性研究

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术在Si(111)衬底上生长了SiC薄膜.通过电子能谱(EDX)、X射线衍射(XRD)和时间分辨光谱等分析手段对样品结构、组分进行了分析.实验结果表明所制备的样品为纳米晶态SiC,并通过计算得到验证,对所制备样品进行光致发光特性测试,观察到其在室温下有较强的紫外发光.     

利用同质缓冲层溅射生长c轴择优取向氮化铝薄膜

采用射频反应磁控溅射技术，利用低温低功率下生长的氮化铝（AlN）作为缓冲层，在铟锡复合氧化物（ITO）玻璃衬底上制备出具有良好c轴择优取向的多晶AlN薄膜.采用X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）研究了缓冲层对薄膜结晶特性和表面形貌的影响.结果表明，该缓冲层在提高AlN薄膜结晶质量的同时，薄膜的表面粗糙度由19.1 nm减小到2.5 nm，使薄膜表面更为平滑、致密.剖面扫描电子显微镜（SEM）照片显示AlN晶粒呈高度一致的柱状生长体制.通过分析样品的透射光谱，计算得到AlN薄膜的折射率和消光系数分别为2.018 7和0.007 7.     

Effect of interface layers on electron field emission properties of amorphous diamond films

Hydrogen-free high sp~3 content amorphous diamond (AD) films are deposited on three different substrates——Au-coated Si (Au/Si), Ti-coated Si (Ti/Si) and Si wafers. Electron field emission properties and fluorescent displays of the above AD films are studied by using a sample diode structure. The compositional profile of the interfaces of AD/Ti/Si and AD/Si is examined by using secondary ions mass spectroscopy (SIMS). Because of the reaction and interdiffusion between Ti and C, the formation of a thin TiC intermediate layer is possible between AD film and Ti/Si substrate. The field emission properties of AD/Ti/Si are sufficiently improved, especially its uniformity. A field emission density of 0.352 mA/cm~2 is obtained under an electric field of 19.7 V/μm. The value is much more than that of AD/Au/Si and AD/Si under the same electric field.     

AlN纳米线阵列的光学性质及第一原理计算

为了制备均匀的宏观AlN纳米线阵列,采用化学气相沉积法在二次模板上成功地合成了AlN纳米线宏观阵列.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子能谱仪和紫外-可见光光度仪测试了AlN纳米线阵列的结构、形貌和紫外发光性能.结果表明,AlN纳米线阵列分布均匀,AlN纳米线的平均直径与平均长度分别约为41 nm和1. 8μm. AlN纳米线的分布密度约为5. 4×107mm-2,其覆盖率约为7. 1%. AlN纳米线在150～310 nm范围内具有很好的吸光性能.利用第一原理计算得到的AlN纳米线光学性质与实验结果相符.     

喷涂法制备石墨烯功能层及性能研究

以十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为表面活性剂,采用超声分散工艺制备出稳定的石墨烯水分散液,并采用喷涂法分别在玻璃和n-Si基底上形成石墨烯薄膜。研究了表面活性剂浓度对石墨烯分散效果的影响。结果表明,采用浓度为15%的SDBS可获得稳定的石墨烯水溶液分散液。利用分光光度计和扫描电镜对石墨烯薄膜的透过率和表面形貌进行表征,结果表明其可见光透过率超过82%,薄膜具有刀刃状的边缘结构。采用二极管结构对石墨烯薄膜的场发射性能进行测试,其开启电场为3V/μm,场增强因子为3 580。实验结果表明,这是一种可行的、低成本的制作石墨烯功能层的有效方法。     

超声喷雾热分解制备ZnO薄膜及其光学性能的研究

以醋酸锌水溶液为前驱体,采用超声喷雾热分解方法在普通玻璃衬底上沉积了ZnO薄膜,以X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和紫外-可见光分光光度计（UV—Vis）等手段对所得ZnO薄膜的晶体结构、微观形貌和光学性能进行了分析,着重考察了衬底温度、衬底与喷嘴之间的距离、生长时间对ZnO薄膜晶体结构和光学性能的影响。结果表明,衬底温度大于450℃,载气流量为4L／min,衬底与喷嘴之间的距离为6cm,生长时间为30min下所得的ZnO薄膜较好,衍射峰较强,表面均匀致密,在可见光区域透过率为80％以上。     

衬底效应对LiTaO3薄膜制备的影响

用溶胶凝胶法在N型硅、P型硅、石英、铂、镍衬底上制备了钽酸锂(LiTaO3)薄膜,用XRD和SEM对钽酸锂薄膜性能参数进行了表征;发现掺杂少量环氧树脂能提高钽酸锂薄膜的均匀性,改善薄膜与衬底的粘附性;研究了衬底效应与薄膜厚度的关系,薄膜厚度超过0.2 μm,Ni衬底的XRD峰值强度几乎不再出现,说明衬底对薄膜初始结晶取向有重要影响;利用不同衬底上生长钽酸锂薄膜,XRD研究结果表明:N型硅、P型硅、石英衬底上只能制备多晶钽酸锂薄膜,铂衬底上制备的钽酸锂薄膜在(012)晶向有强大的择优取向性,镍衬底上制备的钽酸锂薄膜有更好的C轴择优取向性,C轴择优取向系数可达0.082。     

Effects of Substrate Temperatures on the Structure and UV-shielding Properties of TiO2-CeO2 Films Deposited on Glass by Radio-frequency Magnetron Sputtering

TiO2-CeO2 films were deposited on soda-lime glass substrates at varied substrate temperatures by rf magnetron sputtering using 40% molar TiO2-60% molar CeO2 ceramic target in Ar：O2=95：5 atmosphere.The structure,surface composition,UV-visible spectra of the films were measured by scanning electron microscopy and X-ray diffraction,and X-ray photoelectron spectroscopy,respectively.The experimental results show that the films are amorphous,there are only Ti^4＋ and Ce^4＋ on the surface of the films,the obtained TiO2-CeO2 films shou a good uniformity and high densification,and the films deposited on the glass can shield ultraviolet light without significant absorpition of visible light,the films deposited on substrates at room temperature and 220℃ absorb UV effectively.