PECVD a-Si:H薄膜及光电导特性测量和分析(英文)

The thesis introduces the principle and course of a-Si:H films deposited with PECVD technique, the determination of characteristics of photoconductivity, and the variation under different substrate temperatures. (100-300℃). Through the experiment the activation energy is obtained, and the result shows that the best substrate-temperature is 250℃. Further analysis and discussions from distributions of hydrogen are also made.     

等离子体辅助镀膜

本文介绍了等离子体辅助镀膜技术以及相应的高真空等离子体源.这种新型等离子体源属于空心冷阴极结构,工作气压在1×10-3pa～10-1pa,它的最大优点在于能够直接电离氧化性气体而不烧毁阴极.采用探针法测定了氩等离子体中辅助离子的能量范围在50～80Ve之间,并在氩气、氧气的等离子体中分别沉积了单层ZnS薄膜和SiO2薄膜.实验结果表明,生成的薄膜具有良好的光学和机械性能.     

Si衬底上侧向外延生长GaN的研究

采用条形Al掩模在Si(111)衬底上进行了GaN薄膜侧向外延的研究.结果显示,当掩模条垂直于Si衬底[11-2]方向,也即GaN[10-10]方向时,GaN无法通过侧向生长合并得到表面平整的薄膜;当掩模条平行于Si衬底[11-2]方向,也即GaN[10-10]方向时,GaN侧向外延速度较快,有利于合并得到平整的薄膜.同时,研究表明,升高温度和降低生长气压都有利于侧向生长.通过优化生长工艺,在条形Al掩模Si(111)衬底上得到了连续完整的GaN薄膜.原子力显微镜测试显示,窗口区域生长的GaN薄膜位错密度约为1×109/cm2,而侧向生长的GaN薄膜位错密度降低到了5×107/cm2以下.     

低真空下射频磁控溅射法制备ITO薄膜

在低真空(2.3×10-3 Pa)下采用射频磁控溅射法制备了ITO薄膜.溅射温度200 ℃,溅射气氛为氩气和氧气的混合气,溅射靶材为90 %氧化铟、10 %氧化锡的陶瓷靶.用场发射扫描电子显微镜和X衍射仪研究了薄膜的显微结构, 用X射线光电子能谱表征了薄膜的成分.ITO薄膜在可见光范围内有较高的透射率(80 %～95 %).在低工作气压(1 Pa)下,氧气流量比率[O2/(O2+Ar)]越小,薄膜的透射率越高、导电性越好.在高工作气压(2 Pa)下,制备得到低质量、低透射率的无定形薄膜.     

（英）弛豫铁电0.74Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.26PbTiO3薄膜的微结构和光学性能

采用磁控溅射法,选用LaNi O3作为缓冲层,在硅基片上制备出了0.74Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.26PbTiO3弛豫铁电薄膜.研究了沉积温度对薄膜的微结构和光学性能的影响.其中,沉积温度为500oC时制备的薄膜,不仅具有纯的钙钛矿结构,高度(110)择优取向、致密、无裂纹的形貌、而且具有最大的剩余极化,大小为17.2μC/cm2.使用柯西模型进行拟合反射谱,分析得到薄膜的折射率和消光系数.在波长为633 nm时,500oC沉积的薄膜的折射率大小为2.41.另外,薄膜的光学带隙在2.97～3.22 eV范围内.并初步讨论了这些薄膜的光学性能的差异.     

Thin-gate SiO2 films formed by in situ multiple rapidthermal processing

A reliable method of forming very thin SiO₂ films (<10 nm) has been developed by rapid thermal processing (RTP) in which in situ multiple RTP sequences have been employed. Sub-10-nm-thick SiO₂ films formed by single-step RTP oxidation (RTO) are superior to conventional furnace-grown SiO₂ on the SiO₂ /Si interface characteristics, dielectric strength, and time-dependent dielectric-breakdown (TDDB) characteristics. It has been confirmed that the reliability of SiO₂ film can be improved by pre-oxidation RTP cleaning (RTC) operated at 700-900°C for 20-60 s in a 1%HCl/Ar or H₂ ambient. The authors discuss the dielectric reliability of the SiO₂ films formed by single-step RTO in comparison with conventional furnace-grown SiO₂ films. The effects and optimum conditions of RTC prior to RTO on the TDDB characteristics are demonstrated. The dielectric properties of nitrided SiO₂ films formed via the N₂O-oxynitridation process are described     

Highly conducting transparent undoped indium oxide films deposited below 100°C by activated reactive evaporation

Journal of Electronic Materials - Highly transparent and conducting undoped indium oxide films have been obtained with a resistivity of ≈;4 × 10−1 Ωcm, a carrier density of...     

LaNiO3: a promising material for contact with YBa2Cu3O7-x thin films

Epitaxial LaNiO₃ metallic oxide thin films have been grown on c-axis oriented YBa₂Cu₃O_7-δ thin films on LaAlO₃ substrates by pulsed laser deposition technique and the interface formed between the two films has been examined by measuring the contact conductance of the same. The specific contact conductance of the interface measured using a modified four probe method was found to be 1.4 to 6×10⁴ ohm^-1 cm^-2 at 77 K. There are indications that contact conductance can be brought closer to that obtained for noble metal-YBCO interface     

Bi_2Cu_(0.1)V_(0.9)O_(5.35-δ)固态电解质化学溶液法的合成与性能

用化学溶液法合成了Bi2Cu0.1V0.9O5.35-δ(BICUVOX.10)材料,研究了材料的物相、表面形貌和电学特性.BICUVOX.10薄膜具有室温稳定的高电导γ相.在LaNiO3/Si衬底上,BICUVOX.10薄膜具有(001)择优取向,平均晶粒大小约为200nm.低频范围的介电损耗来源于氧空位的短程扩散,BICUVOX.10薄膜主要表现为晶粒电导特性.BICUVOX.10薄膜中氧离子电导激活能约为0.3 eV,氧离子电导率约为5×10-2S.cm-1.     

电子束沉积技术生长WZO-TCO薄膜及其特性研究

采用电子束沉积技术生长w掺ZnO（WZO,ZnO：w）透明导电氧化物（TCO）薄膜（即WZO-TCO薄膜）并研究了衬底温度（100-350℃）对薄膜微观结构、表面形貌以及光电性能的影响。实验表明,随着衬底温度的升高,薄膜的晶体质量取得明显改善（从非晶化状态转变到结晶状态）,生长的WZO薄膜呈现C轴择优取向[即（002）...     

磁控反应溅射直接生长绒面H化Ga掺杂ZnO-TCO薄膜及其特性研究

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的薄膜。在H2流量为2.0sccm时,所制备的HGZO薄膜具有特征尺寸约200nm的类金字塔状表面形貌,同时薄膜方阻为4.8Ω,电阻率达到8.77×10-4Ω.cm。H2的引入可以明显改善薄膜短波区域的光学透过,生长获得的HGZO薄膜可见光区域平均透过率优于85%,近红外区域波长到1 100nm时仍可达80%。为了进一步提高薄膜光散射能力和光学透过率,根据不同H2流量下HGZO薄膜性能的优点,提出了梯度H2技术生长HGZO薄膜;采用梯度H2工艺生长获得的HGZO薄膜长波区域透过率有了一定的提高,薄膜具有弹坑状表面形貌,并且其光散射能力有了明显提高。     

石墨烯电极有机薄膜晶体管研究

利用化学气相沉积法生长的高性能的层状石墨烯,通过转移和图案化后用作电极,制备了底接触的并五苯有机薄膜晶体管(OTFTs)。原子力显微镜观察发现,石墨烯电极的厚度比一般的金电极薄的多,所以石墨烯电极厚度对并五苯晶粒的生长影响不大。电学性能研究得到器件的输出和转移曲线、开关电流比、阈值电压、场效应迁移率。转移曲线的关态电流约为10-9 A,电流的开关比超过103。基于底接触的并五苯OTFTs的最大场效应迁移率约2×10-2 cm2.V-1.s-1。     

WZO薄膜生长及氧流量对其特性的影响

采用直流脉冲反应磁控溅射方法生长W掺杂ZnO(ZnO:W,即WZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜并研究了氧气流量对薄膜微观结构、组分、表面形貌以及光电性能的影响。实验结果表明,WZO薄膜具有良好的(002)晶面择优取向生长,且适当的氧气流量是制备优质WZO薄膜的关键因素。WZO薄膜表面形貌受薄膜结晶质量的影响。当氧气流量为2.08×10-7 m3/s时,WZO薄膜在400～1 500nm透过率达到84.5%,电阻率为4.61×10-3Ω.cm,迁移率为20.5cm2v-1s-1。XPS测试表明WZO薄膜中Zn和W均处于氧化态,其中W元素呈现W6+价态。     

Antireflection coatings on semiconductor laser facets using sputtered lead silicate glass

RF-sputtered lead silicate [PbO(54 m/o)-SiO2(46 m/o)] films were used to antireflection coat InGaAsP laser facets. Modal reflectivities of1-3 times 10^{-4}were obtained.     

溅射压强对柔性PET衬底ZnO薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌(ZnO:Ti,TZO)透明导电薄膜。通过X射线衍射(XRD)研究了薄膜的结构,用扫描电镜(SEM)研究了薄膜的表面形貌,用四探针和紫外-可见分光光度计等仪器对薄膜的特性进行测试分析,研究了溅射压强对ZnO:Ti薄膜表面结构、形貌、力学、电学和光学性能的影响。结果表明,溅射压强对PET衬底上的TZO薄膜的性能有显著的影响,实验制备的ZnO:Ti薄膜为具有C轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜;当溅射压强从2Pa增加到4Pa时,薄膜的电阻率由10.87×10-4Ω.cm快速减小到4.72×10-4Ω.cm,随着溅射压强由4Pa继续增大到6Pa,薄膜的电阻率变化平缓,溅射压强为5Pa时薄膜的电阻率最小,为4.21×10-4Ω.cm;经计算得到6Pa时样品薄膜应力最小,为0.785 839GPa;所有样品都具有高于91%的可见光区平均透过率。     

High Tc superconducting linear array ir detectors using YBa2Cu3O7-δ thin films

8-element linear array IR detectors based on high Tc superconducting films have been fabricated. The thin films were deposited by magnetron sputtering onZrO ₂ substrates and patterned by standard photolithographic technique forming microbridge structure. An average detectivity of 1.85 × 10⁹ cmHz ^1/2 W^?1 with a variance of less than 20% in the detector-to-detector detectivity of the array has been obtained at the operating temperature of 84K. A bolometric response mechanism has been discussed.     

氮气压强对脉冲激光沉积类金刚石薄膜和红外光学特性的影响

为了研究氮气压强对脉冲激光沉积(PLD)类金刚石(DLC)薄膜和红外光学特性的影响,在脉冲激光沉积类金刚石薄膜的实验过程中,把沉积腔抽真空到10-5Pa,再在沉积腔中分别充入10-3、10-2和10-1Pa的氮气来沉积类金刚石薄膜。用拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪(XPS)对类金刚石薄膜的微结构与组成进行检测分析;用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行检测分析;用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对类金刚石薄膜的红外光透射谱进行检测分析。实验结果表明,沉积腔中的氮气压强从10-3Pa增加到10-1Pa时,类金刚石薄膜中sp3键含量增加;C-O和C=O含量减少;石墨晶粒尺寸减小;薄膜表面粗糙度显著增大。与此同时,氮气压强增加还导致类金刚石薄膜对红外光的增透作用减弱、增透范围变窄。     

分子束外延PbTe薄膜中的红外光电导探测器

中红外探测器在诸多领域具有重要的应用,目前,我国在PbTe、PbSe中红外探测器方面研制较少,通过分子束外延技术、以CdZnTe(lll)为衬底生长PbTe外延薄膜,XRD表征表明:PbTe外延薄膜是单晶薄膜,且与衬底具有相同(lll)取向,光吸收光谱测量得到外延薄膜的光学吸收边位于3.875 μm,光致发光谱显示发光波长位于3.66 μm,蓝移是红外激光泵浦导致PbTe温升所致.以PbTe为有源区材料、ZnS薄膜作为钝化和绝缘材料,用AuPtTi合金作为欧姆接触电极,研制了PbTe光电导中红外探测器原型器件,探测器在78 K温度下的光电导响应在红外波段的1.5～5.5μm,探测率约为2×10~9 cm·Hz~(1/2)·W~(-1).最后,对影响探测器工作的因素和改进方法进行了讨论.     

外延生长6H-SiC/Si薄膜的微结构研究

采用 Si H4 -C3H8-H2 气体反应体系 ,通过 APCVD工艺在 Si(1 0 0 )衬底上进行 Si C薄膜生长时 ,严格控制缓冲层生长的工艺条件 ,即 1 3 0 0°C碳化温度较高的 C3H8饱和浓度 ,可以获得结晶质量良好的 6H-Si C单晶外延层。利用 SEM、X射线衍射能谱 (XRD)及光致发光谱 (PL)分析了薄膜微结构并讨论了其微观机制     

Si衬底(Pb1-xSrx)TiO3系铁电薄膜的制备与性能研究

性能优良的 Si衬底铁电薄膜的制备对制作 Si基单片集成非制冷焦平面阵列 (UFPA)器件意义重大。文中采用磁控测射技术在 Si衬底上成功地制备了 (Pb1 - x Srx) Ti O3系铁电薄膜 ,该薄膜以 LSCO/ITO复合薄膜作底电极 ,Au薄膜作顶电极 ,其制备工艺可与 Si微电子技术兼容。测试结果表明 ,其微观结构致密 ,绝缘性较好 ,电阻率可高达 1 0 1 1 Ω· cm量级 ,介电常数与热释电系数分别可达 1 0 2 及 1 0 - 2 μC/cm2 K量级。