薄膜应力激光测量方法分析

总结了薄膜应力的一些测量方法.分析了利用测量基片弯曲曲率的激光宏观变形分析法———激光干涉法、激光束偏转法的理论依据及其测量原理,计算了各种测量方法的测量精度.激光干涉法的精度可达0.92%,可测量的最小应力值为15.7MPa;激光束偏转法较低,为2.12%,可测量的最小应力值为25.5MPa,空间分辨率低,约为100μm.     

脉冲激光沉积法制备的PZT铁电薄膜的残余应力

根据压电本构方程和细观力学统计平均法，采用X射线衍射（XRD）测量Pb（Zr0.52Ti0.48）O5（PZT）铁电薄膜的残余应力。考虑激光沉积生长过程中，薄膜相变应力、热应力和本征应力对自由能的贡献，分析薄膜晶胞在晶体坐标系上的应力应变状态。由坐标转换将晶胞残余应力从晶体坐标系转换到样品坐标系得到任意取向晶粒的残余应力，通过取向平均得到薄膜样品坐标系上的残余应力。用脉冲激光沉积法（PLD）制备了不同厚度的PZT薄膜。利用X射线衍射分别采用细观力学统计平均法和传统sin^2φ法测量了PZT薄膜的残余应力。结果表明，两种结果在数值上是比较接近的（绝对差范围0．3～16．6MPa），残余压应力随着膜厚的增加从96MPa左右减少到45MPa左右。最后讨论了细观力学统计平均法的优缺点。     

薄膜应力对薄膜测量和使用的影响

基片在薄膜应力作用下产生宏观弯曲变形,使入射光线的入射角在基片不同位置产生偏差。根据空问两直线夹角公式,计算了入射光线在曲面上任意一点的入射角,得出同一入射方向的光线在曲面不同点具有不同的入射角,即产生入射角度偏差,偏差大小与基片弯曲曲率半径成反比和入射点位置成正比。进而分析了角度偏差对光谱的影响。实验结果表明,离参考点位置越远,波长偏差越大;角度越大,耦合效率越低。实验结果与理论分析一致。     

薄膜应力研究

综述了近几年薄膜应力研究的重点及新进展，探讨了薄膜应力研究的发展方向。     

采用X射线测量硬质薄膜宏观内应力的拉伸法

本文讨论了一种采用拉伸释放薄膜宏观内应力的Ｘ射线应力测量方法，并用此方法测量了含有梯度过渡层的ＴｉＮ薄膜的内应力。     

多晶硅薄膜应力特性研究

本文报道了低压化学气相淀积（ＬＰＣＶＤ）制备的多晶硅薄膜内应力与制备条件、退火温度和时间及掺杂浓度关系的实验研究结果,用ＸＲＤ、ＲＥＤ等技术测量分析了多晶硅膜的微结构组成．结果表明,ＬＰＣＶＤ制备的多晶硅薄膜具有本征压应力,其内应力受淀积条件、微结构组成等因素的影响．采用快速退火（ＲＴＡ）可以使其压应力松弛,减小其内应力,并可使其转变成为本征张应力,以满足在微机电系统（ＭＥＭＳ）制备中的要求     

单腔薄膜梳状滤波器的特性研究

用特征矩阵法研究了单腔薄膜梳状滤波器的梳状滤波特性,结果表明:当腔两边的薄膜的周期数为6时,单腔薄膜梳状滤波器就有很好的梳状滤波功能;当腔两边的薄膜的厚度增大时,梳状峰的位置向长波方向移动,梳状峰的间距增大,梳状峰的个数减少;当腔的厚度(或折射率)增大时,梳状峰的间距减小,梳状峰的个数增多,特别是当腔的厚度大到一定程度后,单腔薄膜梳状滤波器也能满足密集波分复用的要求。     

多晶硅薄膜的两步激光晶化技术

采用两步激光晶化技术获得了多晶硅薄膜，分析计算了激光晶化时薄膜中的温度分布及表面温度与激光功率密度的关系，利用计算结果并优化了激光晶化时的工艺参数，采用该技术制备了性能优良的顶栅多晶硅薄膜晶体管，测量了薄膜晶体管的转移特性与输入输出特性，从多晶硅薄膜的制备工艺上分析了提高薄膜晶体管性能的原因。     

AlN薄膜制备技术研究

采用磁控溅射法制备了AlN薄膜并研究了射频(RF)等离子清洗对AlN薄膜结晶取向度的影响,实验表明,RF等离子清洗基片3min后AlN薄膜c轴取向摇摆曲线半峰宽达到1.3°;通过Mo薄膜衬底对AlN薄膜结晶取向度的影响发现,取向度好的Mo薄膜衬底有利于c轴取向AlN薄膜的生长;Ar气体流量对AlN薄膜应力的影响使AlN薄膜应力从-390(压应力)~73 MPa(张应力)可调。     

Loss Measurements on Polymer Thin Film Optical Waveguides

Asimple setup for the measurement of transmission loss in polymer thin film optical waveguides is described.A new electro-optic polymer film has been prepared.The transmission loss of the film is measured before and after corona poling.And the loss is determined to be 1.84 dB/cm and 2.14dB/cm, respectively.     

TDDB击穿特性评估薄介质层质量

与时间相关电介质击穿(TDDB)测量是评估厚度小于20nm薄栅介质层质量的重要方法.氧化层击穿前,隧穿电子和空穴在氧化层中或界面附近产生陷阱、界面态,当陷阱密度超过临界平均值 _bd时,发生击穿.击穿电量Q_bd值表征了介质层的质量.Q_bd值及其失效统计分布与测试电流密度、电场强度、温度及氧化层面积等有定量关系.TDDB的早期失效分布可以反映工艺引入的缺陷.TDDB可以直接评估氧化、氮化、清洗、刻蚀等工艺对厚度小于10nm的栅介质质量的影响.它是硅片级评估可靠性和预测EEPROM擦写次数的重要方法.     

红外激光薄膜表面缺陷研究

薄膜缺陷是影响红外激光薄膜元件抗激光损伤的重要因素之一,长期以来一直是人们关注和研究的问题。本文介绍了红外激光薄膜缺陷的种类、特点及成因,在此基础上,分析了不同厂家镀膜材料与不同镀膜速率对薄膜表面缺陷密度的影响,并且得出了镀制激光薄膜所需的合适材料与速率,最后利用有限元方法对典型的节瘤与陷穴缺陷受激光作用进行了模拟分析,结果表明:节瘤缺陷种子深度小且直径大的缺陷产生的温升与应力较大,陷穴缺陷随直径增大,其产生的温升与应力也较大。     

激光与红外技术中应用的光学薄膜

本文介绍了当前在激光与红外应用中的光学薄膜动态,并给出其环境试验要求     

脉冲激光沉积技术沉积温度对PZT/LSAT薄膜生长取向的影响

采用固相法分别制备了标准摩尔配比和铅过垦10%的两种靶材.并利用脉冲激光沉积技术(PLD)在镧锶铝钽(LaSrAlTaO3,LSAT)单晶衬底上成功制备了锆钛酸铅(Pb(Zr0.3Ti0.7)O3,PZT)铁电薄膜,在550～750℃沉积温度范围内研究了PZT薄膜的生长取向和铅含最对薄膜生长取向的影响.利用X射线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)表征了薄膜生长取向和表面形貌.XRD测量表明在标准摩尔配比情况下薄膜牛长从550 C近似c轴取向逐渐过渡到750℃近似a轴取向,而在铅过量情况下薄膜生长取向无明显过渡性变化;AFM测量表明PZT薄膜在近似C轴和a轴生长情况下,表面均方根(RMS)粗糙度分别为16.9 nm和13.7 nm,而在混合生长无择优取向的情况下,薄膜表面均方根粗糙度达到68 nm,这可能是两种取向竞争生长的结果.     

薄膜太阳电池研究综述

薄膜太阳电池是最具发展潜力的新型能源之一,对缓解能源危机、保护人类生存环境提供了一种新的切实可行的方法。综述了目前国际上研究较多的几种薄膜太阳电池的最新进展,包括硅基薄膜(非晶硅、多晶硅)、多元化合物类(碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、铜锌锡硫等)、有机薄膜太阳电池以及染料敏化太阳电池等。分析并总结了其在成本、转换效率等方面的优劣。为更有效地降低成本及提高电池效率,新技术、新结构的不断创新应该是未来薄膜太阳电池的发展趋势。