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.     

PECVD Si_xO_yN_z膜及其在GaAs VHSIC中的应用

采用SiH_4,N_2O和NH_3反应气体生长了Si_xO_yN_z膜,其特性取决于反应气体流量、射频功率、反应室压力和衬底温度。用折射率为1.71的Si_xO_yN_z做GaAs注Si~+包封退火膜,它比SiO_2或Si_3N_4有更高的电激活。该膜作为互连隔离介质已用于GaAs高速电压比较器。实验结果表明:Si_xO_yN_z是一种有希望的介质膜。     

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.     

宽带隙立方氮化硼薄膜制备

报道了用偏压调制射频溅射方法制备宽带隙立方氮化硼(c-BN)薄膜的实验结果.研究了衬底负偏压对制备c-BN薄膜的影响.c-BN薄膜沉积在p型Si(100)衬底上,溅射靶为六角氮化硼（h-BN）,工作气体为Ar气和N2气混合而成,薄膜的成分由傅里叶变换红外谱标识.结果表明,在射频功率和衬底温度一定时,衬底负偏压是影响c-BN薄膜生长的重要参数.在衬底负偏压为-200V时得到了立方相含量在90%以上的c-BN薄膜.还给出了薄膜中的立方相含量随衬底负偏压的变化,并对c-BN薄膜的生长机制进行了讨论.     

宽带隙立方氮化硼薄膜制备

报道了用偏压调制射频溅射方法制备宽带隙立方氮化硼 ( c- BN)薄膜的实验结果 .研究了衬底负偏压对制备c- BN薄膜的影响 .c- BN薄膜沉积在 p型 Si( 10 0 )衬底上 ,溅射靶为六角氮化硼 ( h- BN) ,工作气体为 Ar气和 N2 气混合而成 ,薄膜的成分由傅里叶变换红外谱标识 .结果表明 ,在射频功率和衬底温度一定时 ,衬底负偏压是影响 c-BN薄膜生长的重要参数 .在衬底负偏压为 - 2 0 0 V时得到了立方相含量在 90 %以上的 c- BN薄膜 .还给出了薄膜中的立方相含量随衬底负偏压的变化 ,并对 c- BN薄膜的生长机制进行了讨论     

溅射SiGe薄膜及其等时等温退火效应

分别在n-Si(100)和SiO2衬底上用离子束溅射法淀积SiGe薄膜.用俄歇电子谱测定薄膜Ge含量为15%～16%.对样品进行常规炉退火以考察退火温度和时间对薄膜结晶度的影响.采用X射线衍射确定薄膜物相.发现在同样退火条件下,SiGe在n-Si衬底上比SiO2上有更高的结晶度.通过曲线拟合,得到平均晶粒尺寸与退火温度和时间的依赖关系分别是自然指数和近线性的抛物线函数.推断出溅射SiGe薄膜的热退火结晶可能是晶粒生长控制过程.     

溅射SiGe薄膜及其等时等温退火效应

分别在n-Si(100)和SiO2衬底上用离子束溅射法淀积SiGe薄膜.用俄歇电子谱测定薄膜Ge含量为15%～16%.对样品进行常规炉退火以考察退火温度和时间对薄膜结晶度的影响.采用X射线衍射确定薄膜物相.发现在同样退火条件下,SiGe在n-Si衬底上比SiO2上有更高的结晶度.通过曲线拟合,得到平均晶粒尺寸与退火温度和时间的依赖关系分别是自然指数和近线性的抛物线函数.推断出溅射SiGe薄膜的热退火结晶可能是晶粒生长控制过程.     

硅基LiNbO3薄膜的工艺研究及其性能分析

利用射频磁控溅射法在硅衬底上生长c轴取向LiNbO3薄膜.研究了生成高质量薄膜的实验条件和快速退火处理对薄膜结晶质量的影响.发现以600℃衬底温度制备薄膜并以650℃进行快速退火时获得了具有优异结晶质量的LiNbO3薄膜.采用扫描电镜分别对薄膜的表面、截面进行了分析.结果表明,薄膜表面光滑,晶粒均匀致密.     

PECVD法氮化硅薄膜生长工艺的研究

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),在单晶硅衬底(100)上成功制备了不同生长工艺条件下的氮化硅薄膜。分别采用XP-2台阶仪、椭圆偏振仪等手段测试了薄膜的厚度、折射率、生长速率等参数。并采用原子力显微镜(AFM)研究了薄膜的表面形貌。结果表明,温度和射频功率是影响薄膜生长速率的主要因素,生长速率变化幅度可以达到230nm/min甚至更高。对于薄膜折射率和成分影响最大的是NH3流量,折射率变化范围可以达到2.7～1.86。分析得出受工艺参数调控的薄膜生长速率对薄膜的性质有重要影响。     

射频磁控溅射法制备液晶光阀光导层的研究

采用射频磁控溅射的方法制备了用于液晶光阀光导层的氢化非晶硅薄膜,研究了工艺参数对氢化非晶硅薄膜透过率及光电导性能的影响。结果表明,薄膜的沉积速率随着溅射功率和衬底温度的升高呈先增加后减小的趋势,在衬底温度为300℃,溅射功率为300W左右沉积速率达到最大,在溅射2h后沉积速率随着溅射时间的增加而下降;薄膜的光吸收系数随衬底温度的升高而增大,随溅射功率的增加而减小;交流电导率随衬底温度和溅射功率的升高而下降;薄膜在可见光范围内透过率随着H分压的增大而增大,且吸收边发生蓝移。     

射频溅射CdTe薄膜结构特性分析

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了CdTe单层薄膜,实验表明:在室温条件下,通过调节溅射功率和溅射氩气压强,沉积的CdTe薄膜显示了一系列结构形态.研究了无CdTe薄膜沉积、非晶CdTe薄膜沉积、晶化CdTe薄膜沉积的生长条件,并采用卢瑟福散射理论解释了溅射CdTe薄膜生长机制的分子动力学过程.     

等离子体辅助电子束蒸发低温制备SiO2纳光子薄膜

SiO2纳光子薄膜在光伏领域、纳光子和微电子学领域里有着广泛的应用.采用等离子体辅助电子束蒸发方法在低温条件下制备SiO2/Si纳光子薄膜样品,通过椭圆偏振光谱分析法研究薄膜光学性质随3种工艺条件(生长速率、衬底温度和射频等离子辅助功率)的变化规律,获得了薄膜的机械、化学和光学性能优于传统方法的纳光子薄膜工艺制备条件.