硅基AlN薄膜制备技术与测试分析

采用直流磁控反应溅射法,在Si(100),Al/Si(100)和Pt/Ti/Si(100)等多种衬底上制备了用于MEMS器件的AlN薄膜.用XRD和AES对薄膜的结构和组分进行了分析,通过优化工艺参数,得到了提高薄膜择优取向的方法,并分析了不同衬底上AlN晶粒生长的有关机理.制备的AlN薄膜显示出良好的〈002〉择优取向性,摇摆曲线的半高宽达到5.6°.     

不同衬底沉积Ti-Al共掺杂ZnO薄膜的性能对比研究

利用直流磁控溅射法,在玻璃衬底和Si片衬底上分别沉积出了Ti-Al共掺杂ZnO透明导电薄膜(TAZO),并对这两种衬底上的薄膜的应力、结构和光电性能进行了对比研究.结果表明:玻璃衬底和Si片衬底上沉积的TAZO薄膜均为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构多晶薄膜,Si片衬底的TAZO薄膜的导电性能优于玻璃衬底上的TAZO薄...     

硅基AlN薄膜制备技术与测试分析

采用直流磁控反应溅射法,在Si(100),Al/Si(100)和Pt/Ti/Si(100)等多种衬底上制备了用于MEMS器件的AlN薄膜．用XRD和AES对薄膜的结构和组分进行了分析,通过优化工艺参数,得到了提高薄膜择优取向的方法,并分析了不同衬底上AlN晶粒生长的有关机理．制备的AlN薄膜显示出良好的〈002〉择优取向性,摇摆曲线的半高宽达到5.6°．     

半导体技术

O47 2010020641生长温度对ZnO薄膜晶体质量和发光特性的影响/张栋,王长征,何英(聊城大学物理科学与信息工程学院)//光学学报.―2009,29(10).―2938～2942.采用激光脉冲沉积法在Si(100)衬底上生长ZnO薄膜,衬底温度分别为     

Si1-x Gex:C缓冲层的生长温度对Ge薄膜外延生长的影响

用化学气相淀积方法,在Si(100)衬底上生长Si1-x Gex:C合金作为缓冲层、继而外延生长了Ge晶体薄膜,用X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)、拉曼(Raman)衍射光谱等对所得到的样品进行了表征测量,着重研究了Si1-x Gex:C缓冲层生长温度对样品结构特征的影响.结果表明:Si1-x Gex:C缓冲层中的Ge原子浓度沿表面至衬底方向逐渐降低,其平均组分随着生长温度的升高而降低.这与较高生长温度(760～820℃)所导致的原子扩散效应相关;在Si1-x Gex:C缓冲层上外延生长的Ge薄膜具有单一的晶体取向,薄膜的晶体质量随着温度的升高而降低.     

两步生长和直接生长GaAs/Si单晶薄膜的比较

报道了采用热壁外延(HWE)技术,在(100),(111)和(211)三种典型Si表面通过两步生长和直接生长法制备GaAs单晶薄膜,经过拉曼光谱、霍尔测试和荧光光谱分析比较,得出结论:(1)相同取向Si衬底,两步生长法制备的GaAs薄膜结晶质量比直接生长法制备的GaAs薄膜的要好;(2)采用HWE技术在Si上异质外延GaAs薄膜,其表面缓冲层的生长是降低位错、提高外延质量的基础;(3)不同取向Si衬底对GaAs外延层结晶质量有影响, (211)面外延的GaAs薄膜质量最好,(100)面次之,(111)面最差.     

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。     

CeO2高K栅介质薄膜的制备工艺及其电学性质

研究了CeO2作为高K(高介电常数)栅介质薄膜的制备工艺,深入分析了衬底温度、淀积速率、氧分压等工艺条件和利用N离子轰击氮化Si衬底表面工艺对CeO2薄膜的生长及其与Si界面结构特征的影响,利用脉冲激光淀积方法在Si(100)衬底生长了具有(100)和(111)取向的CeO2外延薄膜;研究了N离子轰击氮化Si衬底表面处理工艺对Pt/CeO2/Si结构电学性质的影响.研究结果显示,利用N离子轰击氮化Si表面/界面工艺不仅影响CeO2薄膜的生长结构,还可以改善CeO2与Si界面的电学性质.     

Mg2Si薄膜在Si(100)衬底上的外延生长研究

采用直流磁控溅射系统,在Si(100)衬底上制备了外延Mg2Si半导体薄膜。通过XRD和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对Mg2Si薄膜的晶体结构和表面形貌进行表征,理论分析了Mg2Si薄膜的消光特性对Mg2Si薄膜外延取向的影响,得到了Mg2Si薄膜的外延取向特性。结果表明,在Si(100)衬底上,外延Mg2Si薄膜具有Mg2Si(220)的择优生长特性。     

射频磁控溅射法低温沉积MnZn铁氧体薄膜

采用磁控溅射法在Si(100)、Si(111)和玻璃基片上原位沉积MnZn铁氧体薄膜,用X线衍射(XRD)仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征薄膜的物相结构与微观形貌,用振动样品磁强计(VSM)测试薄膜的磁性能.结果表明,在Si(100)基片上原位沉积的MnZn铁氧体薄膜,在较低的基片加热温度(Ts=50℃)下即可晶化;Ts升高,MnZn铁氧体薄膜的XRD衍射峰强度逐渐增强;当Ts≤150℃时,MnZn铁氧体薄膜X线衍射主峰为(311),但当Ts≥200℃后,MnZn铁氧体薄膜沿{111}晶面生长.在Si(111)和玻璃基片上沉积的MnZn铁氧体薄膜,其XRD衍射主峰分别为(111)和(311).     

Si基GaN薄膜的制备方法及结构表征

分别采用射频磁控溅射、热壁化学气相沉积(CVD)、电泳沉积法制备GaN薄膜。利用扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪对样品进行结构、形貌和发光特性的分析比较。射频磁控溅射方法中,把SiC中间层沉淀到Si衬底上,目的是为了缓冲由GaN外延层和Si衬底的晶格失配造成的应力。结果证实了SiC中间层提高了GaN薄膜的质量。热壁化学气相沉积法制备GaN晶体膜时,选择H2作反应气体兼载体,有利于GaN膜的形成。电泳沉积法显示所得样品为六方纤锌矿结构的GaN多晶薄膜。结果表明:溅射法制备的GaN薄膜结晶效果好;CVD法制备时GaN薄膜应用范围广;电泳沉积法操作方便、简单易行。     

衬底温度对反应磁控溅射制备AlN压电薄膜的影响

采用反应磁控溅射法在Si(111)衬底上沉积了AlN薄膜。XRD分析表明,在5种温度下,AlN均以(100)面取向,衬底温度的提高有利于薄膜结晶性的改善,在600℃以上时AlN中Al—N0键断裂,仅出现(100)衍射峰。AFM分析显示,在600℃时平均晶粒尺寸90nm,Z轴最高突起仅为23nm。     

The TCR of Ni24.9Cr72.5Si2.6 thin films deposited by DC and RF magnetronsputtering

The temperature coefficient of resistance (abbreviated as TCR) of thin film resistors on some sensor chips,such as thermal converters,should be less than several ppm/℃.However,the TCR of reported thin films is larger than 5 ppm/℃.In this paper,Ni_24.9Cr_72.5Si_2.6 films are deposited on silicon dioxide film by DC and RF magnetron sputtering.Then as-deposited films are annealed at 450℃ under different durations in N₂ atmosphere. The sheet resistance of thin films with various thickness and annealing time are measured by the four probe resistivity test system at temperature of 20,50,100,150,and 200℃ and then the TCR of thin films are calculated. Experimental results show that the film with the TCR of only-0.86 ppm/℃ can be achieved by RF magnetron sputtering and appropriate annealing conditions.     

磁控溅射技术制备织构化表面Al掺杂ZnO薄膜

以Zn-Al(Al:2wt.%)合金为溅射靶材,采用直流反应磁控溅射的方法,在普通玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜。通过对衬底温度的调制,在较高衬底温度下(～280℃),无需经过常规溅射后腐蚀工艺过程,即可获得表面形貌具有特征陷光结构的AZO薄膜,其表面呈现"类金字塔"状,粗糙度RMS=65.831nm。通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能,详细地研究了衬底温度对AZO薄膜性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试表明,所有样品均为多晶六角纤锌矿结构,薄膜呈(002)晶面择优生长,其表面形貌随衬底温度的不同而改变。衬底温度为200℃及其以上工艺条件下获得的AZO薄膜,在可见光及近红外范围的平均透过率大于90%,电阻率优于1.5×10-3Ωcm。     

Cd掺杂BZCN薄膜的制备及其介电性能

用射频磁控溅射法,在Pt/Si基片上制备了立方烧绿石结构的Cd掺杂Bi1.5Zn0.7Cd0.3Nb1.5O7(BZCN)薄膜。研究了衬底温度对薄膜结构、表面形貌以及介电性能的影响。结果表明,沉积温度为600℃,退火温度为700℃制备的薄膜,在测试频率为100 kHz,测试电场强度为1.33×106 V/cm的条件下,介电可调率达到11.8%,tanδ小于0.004 2。     

RF溅射ZnO薄膜工艺与结构研究

通过RF磁控溅射在Si(100)基片上制备了ZnO薄膜,并研究了磁控溅射中各生长参数,如衬底温度、氧分压及后处理工艺等因素对ZnO薄膜微结构、表面形貌与结晶取向的影响。结果表明:溅射温度和氧分压对薄膜的微结构与择优取向有很大的影响,并对不同的溅射工艺进行了分析比较,从而确定了最佳溅射及后处理条件:RF溅射温度小于300℃,功率为50W,ψ(Ar:O2)为20:5,退火温度550~600℃,并获得了c轴择优取向的ZnO薄膜。     

磁控溅射生长Cu/Si薄膜

用溅射方法在Si(111)上生长Cu/Si,Ti/Si,Cu/Ti/Si薄膜。用XRD,红外吸收光谱,台阶仪对薄膜进行分析和测量。结果表明:在150℃溅射生长出的Cu/Ti/Si薄膜的缓冲层为硅化物TiSi2(311);Cu薄膜的主要成分是晶粒大小为17nm的Cu(111);Cu/Ti/Si(111)平均厚度为462nm,粗糙度为薄膜厚度的3%。在以TiSi2薄膜为缓冲层的Si(111)衬底上生长出的Cu薄膜抗氧化性较强、薄膜均匀性和致密性较好。     

Si–C multilayer quasi crystals preparation by DC magnetron sputtering

Silicon carbide (SiC) is becoming one of the most important electronic materials in recent years. Single crystalline SiC is a wide-bandgap semiconductor, which finds a wide range of applications in high temperature, power consuming, and fast-acting electron devices. Common methods applied for silicon carbide films deposition are: plasma-enhanced CVD under plasma decomposition of organic compounds such as CH₄, C₂H₂, C₃H₈. These methods are complicated and expensive.

In this work we grew silicon–carbon films as Si–C thin film multilayer system with successive layers of Si and C both of equal thicknesses. The Si–C systems grown in our experiments consisted of 40 sub-layers, deposited by DC magnetron sputtering on silicon, on glass, and on Au substrates in argon plasma environment. Sputtering was provided continuously from two targets: graphite and single-crystalline silicon. Optical and electro-physical properties of the deposited thin film systems were investigated. Relative permittivity of the grown thin film systems was found to be the main and most important parameter of the Si–C system.     

不同衬底上纳米晶CdTe薄膜的低温制备及光性能研究

CdTe nanocrystalline thin films have been prepared on glass, Si and Al2O3 substrates by radio-frequency magnetron sputtering at liquid nitrogen temperature. The crystal structure and morphology of the films were charac-terized by X-ray diffraction （XRD） and field-emission scanning electron microscopy （FESEM）. The XRD examinations revealed that CdTe films on glass and Si had a better crystal quality and higher preferential orientation along the （111） plane than the Al2O3. FESEM observations revealed a continuous and dense morphology of CdTe films on glass and Si substrates. Optical properties of nanocrystalline CdTe films deposited on glass substrates for different deposited times were studied.     

在(111)Si衬底上磁控溅射纳米SiC薄膜的退火效应

用射频磁控溅射法在常温硅衬底上制备出了纳米碳化硅薄膜,并研究了退火温度对薄膜的影响。用傅里叶红外透射谱（FTIR）、x射线衍射（XRD）、x光电子能谱（XPS）及原子力显微镜（AFM）对薄膜样品进行了结构、组分和形貌分析。AFM表明,随着退火温度的升高,碳化硅颗粒尺寸增大;在高于1000℃退火3h后,碳化硅颗粒呈现出勺状拖尾。