氢化非晶硅的红外光谱及氢释放的研究

用等离子体增强化学气相淀积（ Ｐ Ｅ Ｃ Ｖ Ｄ）制备了氢化非晶硅薄膜（ａ Ｓｉ∶ Ｈ）并进行了退火实验, 利用红外吸收光谱（ Ｉ Ｒ）和金相显微镜研究薄膜中的氢含量及退火前后的脱氢现象, 得出材料组成及热稳定性对衬底温度 Ｔｓ 和射频功率 Ｐｒｆ 的依赖关系。     

衬底和退火温度对多晶硅薄膜结构及光学性质影响

通过射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术与退火处理制备多晶硅薄膜,研究了衬底和退火温度对所制薄膜的结构及光学性质的影响。本次试验最大的晶粒尺寸是在衬底温度为250℃获得,考虑薄膜表面的质量,最佳的退火温度为635℃,衬底温度为225℃,在玻璃衬底形成的晶粒大于50 nm,光学带隙为1.5 e V。结果表明:衬底温度影响着薄膜中氢含量以及相关的缺陷。随着退火温度的升高,晶化率的提高,光学带隙先减小后增大。     

退火对非晶态碲镉汞薄膜稳定态光电导的影响

利用射频磁控溅射方法,在宝石衬底上制备了非晶态碲镉汞(a-HgCdTe)薄膜。对原生a-HgCdTe薄膜进行了不同退火时间和不同退火温度的热退火,在80～300K温度范围内,分别测量了原生和退火处理后的a-HgCdTe薄膜样品的稳定态光电导,研究了退火时间和退火温度对非晶态HgCdTe薄膜的稳定态光电导和激活能的影响。结果表明,原生和退火a-HgCdTe薄膜的稳定态光电导具有热激活特性;随着退火时间增加或退火温度升高,a-HgCdTe薄膜的晶化程度提高,导致光电导增大,光电导激活能降低。利用非晶-多晶转变机制讨论了实验结果。     

喇曼光谱研究硅烷体积分数对Si薄膜结构影响

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在一定射频功率、衬底温度和气压下,在普通玻璃衬底上制备了不同硅烷体积分数的Si薄膜材料.使用喇曼光谱对薄膜材料的结构进行了研究.结果表明,随着硅烷体积分数的降低,Si薄膜沉积速率将会逐渐降低.当硅烷体积分数降到2%时,喇曼光谱检测到出现对应的晶体Si的吸收峰,而最初的非晶吸收峰位逐渐减弱.Si薄膜的结构实现了由非晶向微晶转变.随着硅烷体积分数进一步降低,结晶率不断提高,微晶比例进一步扩大.     

柔性衬底上六噻吩薄膜的有序生长

采用石英晶体微天平实时监测薄膜生长速率,控制衬底温度和生长速率,分别在柔性聚乙烯吡咯烷酮(PVP)绝缘层和柔性氧化铟锡(ITO)透明导电层上真空蒸发沉积了分子有序排列的六噻吩薄膜.X射线衍射分析表明,对PVP层而言,六噻吩薄膜有序生长的条件为衬底温度90°c、生长速率10 nm/min,六噻吩分子链始终与衬底平行,降低衬底温度将导致薄膜结晶度的下降.而对ITO层来说,六噻吩薄膜有序生长的条件为衬底温度50℃、生长速率10 nm/min,衬底温度显著影响了六噻吩分子取向,室温下六噻吩分子链与衬底成一定夹角,随着温度的提高六噻吩分子链趋向与衬底平行.对PVP和ITO衬底,生长速率太高或太低都将导致薄膜结晶度的下降.     

射频功率和衬底温度对碳化锗膜中sp3杂化碳原子的影响

利用磁控溅射方法以CH4和Ar的混合放电气体溅射单晶Ge靶制备碳化锗(Ge1-xCx)薄膜,通过XPS、Raman和Nanoindentation等表征手段系统地研究了射频功率和衬底温度对所获薄膜成分、键合结构及力学性质的影响。研究发现:射频功率和衬底温度的增加均能提高膜中的Ge含量,这分别归因于Ge溅射产额的增加以及含碳基团在衬底上脱附作用的增强。Ge含量的增加促进了sp2C-C键转变为sp3Ge-C键,进而显著提高了膜中sp3杂化碳原子的相对含量并改善了Ge1-xCx薄膜的硬度。这些结果表明:提高射频功率和衬底温度是制备富含sp3C的硬质碳化锗薄膜的有效途径。     

退火温度和退火时间对不同衬底上Mg_(2)Si薄膜结构的影响北大核心CSCD

以Mg_(2)Si烧结靶为靶材,采用磁控溅射法在Si、石英和Al_(2)O_(3)衬底上先沉积一层Mg_(2)Si非晶薄膜,再进行退火处理,研究了衬底类型、退火温度及退火时间对Mg_(2)Si多晶薄膜结构的影响。结果表明:Si、石英、Al_(2)O_(3)三种衬底上Mg_(2)Si薄膜的最优退火温度和退火时间均为350◦C和1 h。Al_(2)O_(3)衬底上的Mg_(2)Si薄膜结晶质量最佳,Si衬底上的薄膜次之,石英衬底上的薄膜结晶质量最不理想,分析表明这种差异主要源于衬底与薄膜之间的热失配不同。     

低介电常数氟化非晶碳薄膜热稳定性的研究

以CF4和CH4的混合气体为源气体，以Ar为工作气体，用射频等离子体增强化学气相沉积法(rf-PECVD)制备了氟化非晶碳(a-C：F)薄膜，并在Ar气氛中对不同温度下沉积的薄膜进行了退火处理，以考察其热稳定性。用椭偏仪测量了薄膜的厚度，比较了退火前后膜厚的变化；用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对薄膜进行了分析，发现当退火温度达到350℃时，位于2900cm^-1附近的三个吸收峰几乎全部消失，随着射频功率的增加，980cm^-1～1350cm^-1范围内的CFx(x=1，2，3)峰向低频方向移动；用原子力显微镜(AFM)观察了不同沉积温度下和经不同退火温度处理后薄膜表面形貌的变化，发现随沉积温度的升高，薄膜表面变得均匀，退火后的薄膜表面比没有退火的薄膜表面平坦。     

非晶态碲镉汞薄膜的射频磁控溅射生长及其晶化过程研究

在玻璃衬底上用射频磁控溅射技术进行了非晶态碲镉汞(a-HgCdTe或a-MCT)薄膜的低温生长,获得了射频磁控溅射生长a-HgCdTe薄膜的"生长窗口".利用X射线衍射(XRD)技术对所生长的薄膜进行分析研究,a-HgCdTe薄膜的XRD衍射为典型的非晶衍射波包.椭圆偏振光谱研究结果表明,a-HgCdTe薄膜与晶态HgCdTe薄膜的折射率和消光系数均表现出明显的差异,椭圆偏振光谱技术可以作为一种非晶态半导体的结构判定手段.在90℃-215℃范围内对非晶态碲镉汞薄膜进行了真空退火处理研究其晶化过程,其晶化温度在130℃～140℃之间.     

柠檬酸溶胶-凝胶法制备非晶YBCO薄膜

采用柠檬酸溶胶-凝胶法(Pechini工艺)制备了钇钡铜氧(YBCO)溶胶,在SiO2/Si(110)衬底上生长了非晶YBCO薄膜.通过差热-热重分析得到了非晶YBCO薄膜的热处理务件.讨论了pH值对薄膜元素配比和表面形貌的影响,研究了薄膜结晶状态与退火温度之间的关系,获得了较为理想的薄膜制备工艺参数.