SiO2衬底上PECVD-Si1-xGex薄膜研究

在覆盖SiO2的n-Si(100)衬底上,采用等离子体增强化学沉积法(PECVD)制备Si1-xGex薄膜材料。薄膜Ge含量x及元素的深度分布由俄歇电子谱(AES)测定。对Si1-xGex进行热退火处理,以考察退火温度和时间对薄膜特性的影响。薄膜的物相通过X射线衍射(XRD)确定。基于XRD图谱,利用Scherer公式计算平均晶粒大小。Si1-xGex薄膜载流子霍尔迁移率由霍尔效应法测定。数值拟合得到霍尔迁移率与平均晶粒尺寸为近线性关系,从而得出PECVD-Si1-xGex薄膜的电输运特性基本符合Seto模型的结论。     

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.     

Si1-xGex∶C缓冲层上Ge薄膜的CVD外延生长

用化学气相沉积方法，在Si(100)衬底上生长Si1-xGex∶C合金作为缓冲层，继而外延生长了Ge晶体薄膜. 根据AES测量结果可以认为，缓冲层包括由衬底中的Si原子扩散至表面与GeH4, C2H4反应而生成的Si1-xGex∶C外延层和由Si1-xGex∶C外延层中Ge原子向衬底方向扩散而形成的Si1-xGex层. 缓冲层上外延所得Ge晶体薄膜晶体取向较为单一，其厚度超过在Si上直接外延Ge薄膜的临界厚度，且薄膜中的电子迁移率与同等掺杂浓度(1.0E19cm-3)的体Ge材料的电子迁移率相当.     

Si1-xGex:C缓冲层上Ge薄膜的CVD外延生长

用化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长Si1xGex:C合金作为缓冲层,继而外延生长了Ge晶体薄膜.根据AES测量结果可以认为,缓冲层包括由衬底中的Si原子扩散至表面与GeH4,C2H4反应而生成的Si1-xGex:C外延层和由Si1-xGex:C外延层中Ge原子向衬底方向扩散而形成的Si1-xGex层.缓冲层上外延所得Ge晶体薄膜晶体取向较为单一,其厚度超过在Si上直接外延Ge薄膜的临界厚度,且薄膜中的电子迁移率与同等掺杂浓度(1.0×1019 cm-3)的体Ge材料的电子迁移率相当.     

Si1-xGex:C缓冲层上Ge薄膜的CVD外延生长

用化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长Si1xGex:C合金作为缓冲层,继而外延生长了Ge晶体薄膜.根据AES测量结果可以认为,缓冲层包括由衬底中的Si原子扩散至表面与GeH4,C2H4反应而生成的Si1-xGex:C外延层和由Si1-xGex:C外延层中Ge原子向衬底方向扩散而形成的Si1-xGex层.缓冲层上外延所得Ge晶体薄膜晶体取向较为单一,其厚度超过在Si上直接外延Ge薄膜的临界厚度,且薄膜中的电子迁移率与同等掺杂浓度(1.0×1019 cm-3)的体Ge材料的电子迁移率相当.     

快热退火对Co/n-Poly-SiGe肖特基结I-V-T特性的影响

采用射频磁控溅射法在n-Si(100)衬底上沉积Si1-xGex薄膜,俄歇电子谱(AES)测定Si1-xGex薄膜的Ge含量约为17%。对薄膜进行高温磷扩散掺杂,制得n-poly-Si0.83Ge0.17。在n-poly-Si0.83Ge0.17薄膜上溅射一层Co膜,制成Co/n-poly-Si0.83Ge0.17/n-Si肖特基结样品。在300～600℃范围内,对样品做快热退火。对不同退火温度下的样品做I-V-T测试。研究发现,测试温度升高,不同退火温度样品的肖特基势垒高度(SBH)的差别变小,500℃退火的样品,表观SBH最小。总体上,SBH随测试温度的升高而变大,理想因子的变化趋势则与之相反。基于SBH的不均匀分布建模,对实验结果给出了较为合理的解释。     

准分子脉冲激光沉积法制备的ZrO2薄膜结构和电学性能的研究

采用准分子脉冲激光沉积法 (PLD)分别在Pt/Ti/SiO2 /Si和SiO2 /Si衬底上制备了ZrO2 薄膜 ,采用扩展电阻法 (SRP)研究了薄膜纵向电阻分布 ;采用X射线衍射法 (XRD)研究了衬底温度对ZrO2 薄膜结晶性能的影响 ;精确测试了薄膜的表面粗糙度 ;讨论了薄膜结晶性能与其电学I V特性之间的关系。     

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。     

退火对磁控溅射法制备半导体Mg2Si薄膜的影响

通过磁控溅射和氩气氛围退火,在Si(111)衬底上制备环境友好半导体Mg2Si薄膜,并采用XRD和SEM研究了退火对Mg2Si薄膜形成和微结构的影响。结果表明Mg2Si薄膜的质量取决于退火温度、退火时间和沉积的薄膜厚度。制备Mg2Si薄膜,400℃退火5h是最优退火条件。XRD和SEM结构表明Mg2Si是通过沉积的Mg和Si衬底原子的相互扩散形成的。退火减少薄膜缺陷,也影响薄膜的表明粗糙度。     

Si衬底上无坑洞3C-SiC的外延生长研究

在冷壁式不锈钢超高真空系统上 ,利用低压化学气相淀积 (LPCVD)方法在直径为 5 0 mm的单晶 Si(1 0 0 )和 Si(1 1 1 )晶向衬底上生长出了高取向无坑洞的晶态立方相碳化硅 (3 C-Si C)外延材料 ,利用反射高能电子衍射 (RHEED)和扫描电镜 (SEM)技术详细研究了 Si衬底的碳化过程、碳化层的表面形貌及缺陷结构 ,获得了界面平整光滑、没有空洞形成的 3 C-Si C外延材料 ,并采用 X-射线衍射 (XRD)、双晶 X-射线衍射 (DXRD)和霍尔(Hall)测试等技术研究了外延材料的结构和电学特性     

溶胶–凝胶法制备BST薄膜的结晶特性研究

采用改进的溶胶–凝胶(sol-gel)工艺配制了(Ba0.65,Sr0.35)TiO3(BST)溶胶。利用旋转涂覆工艺将BST溶胶涂覆在SiO2/Si衬底上,在不同的热处理条件下制备出BST薄膜。XRD分析结果表明:制得的BST薄膜形成了单一钙钛矿结构;AFM测试结果表明,BST薄膜表面平整致密,无裂纹。表面均方根粗糙度为3~6nm,晶粒大小分布均匀,直径约为40~100nm。随着热处理温度的提高,BST薄膜的晶粒变大,表面粗糙度变大。     

退火温度对ZnO/PZT薄膜结构及电阻率的影响

采用射频反应磁控溅射法在Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)/Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了ZnO薄膜,利用X线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、霍尔效应测试系统等对不同退火温度下制备薄膜的结构、形貌及电阻率等进行了分析表征。结果表明,退火温度600℃的ZnO薄膜(002)择优取向较好,晶粒大小均匀,表面平整致密。随着退火温度的增大,电阻率先下降后升高,600℃时ZnO薄膜电阻率达最小。     

磁控溅射法制备Ag掺杂p型ZnO薄膜的研究

采用磁控溅射法在石英玻璃基片上生长ZnO和ZnO:Ag薄膜。借助于SEM、XRD、霍尔测试、透射谱测试等方法,分析了O2气氛下退火温度对薄膜结构和电学性能的影响。霍尔测试结果表明,Ag掺杂ZnO薄膜经过600℃的O2气氛中热处理转变为p型电导。薄膜的XRD测试表明晶粒大小随退火温度升高而增大,所有薄膜样品只出现(002)衍射峰,呈现c轴取向生长。薄膜对可见光的透过率大于83%,其吸收限为378nm。     

MgO缓冲层对Si衬底上制备Fe3Si薄膜性能的影响

采用磁控溅射方法和热加工工艺在n型Si衬底上溅射不同厚度的MgO层并制备Fe-Si薄膜层,退火后形成Fe3Si/MgO/Si多层膜结构.利用MgO缓冲层对退火时Si衬底扩散原子进行屏蔽,并分析MgO层对Fe3Si薄膜结构和电学性质的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪对Fe3Si薄膜的晶体结构、表面形貌、断面形貌和电阻率进行表征与分析.研究结果表明:当MgO层厚度为20 nm时生成Fe0.9Si0.1薄膜,当厚度为50,100,150和200 nm时都生成了Fe3Si薄膜,生成的Fe3Si和Fe0.9Si0.1薄膜以(110)和(211)取向为主.随MgO缓冲层厚度增加,Si衬底扩散原子对Fe3Si薄膜的影响减小,Fe3 Si薄膜的晶格常数逐渐减小,晶粒大小趋向均匀,平均电阻率呈现先增大后减小趋势.研究结果为后续基于Fe3 Si薄膜的器件设计与制备提供了参考.     

Influence of rapid thermal and low temperature processing on theelectrical properties of polysilicon thin film transistors

In this paper rapid thermal processing (RTP) is studied for the crystallization and oxidation of deposited silicon layers. The purpose is to present and compare the results obtained by RTP, low temperature processing (LTP), or a combination of both, for the fabrication of polycrystalline silicon thin film transistors (poly-TFT's). The polysilicon and polyoxide are obtained by low thermal annealing, oxidation (LTA, O) and/or rapid thermal annealing, oxidation (RTA, O) of amorphous silicon films deposited from disilane at a temperature of 465°C. For the Si films annealed at 750°C or higher, using RTA, the grain average sizes are reduced whereas the electron/hole mobilities are increased. We suggest that there is a correlation between the optical extinction coefficient k (at λ=405 nm), the potential barrier height Φ_B due to the grains, and the field-effect mobility, μ_n,p, of the polysilicon film. This correlation indicates that the polysilicon film electrical properties depend not only on the grain size, but also on the crystalline quality of the grains. Moreover, it appears that the large amount of crystalline defects remaining in the so-called “grains” of the films annealed at 600°C (LTA) are partially annihilated when the films are annealed at higher temperatures. With regards to the TFT's electrical characteristics, the work suggests combining RT and LT steps to obtain TFT's with improved electrical performance     

Study on AlSb Polycrystalline Films Prepared by Magnetron Sputtering

AlSb polycrystalline thin films were prepared by magnetron sputtering with an improved geometric target, and their structural,electrical and optical properties were studied. The results of XRD measurements suggest that the annealed AlSb thin films are Zinc-blende structure with the average size of about 23～31 nm, and the higher temperature promotes the crystallization of the films. The morphology obtained from the AFM measurements reveals that the surfaces of the films are smooth and the particles are unifo...     

Al掺杂半导体Mg2Si薄膜的制备及电学性质

采用磁控溅射方法和热处理工艺在Si衬底上制备了不同Al质量分数的Mg2Si薄膜,研究了不同Al质量分数对Mg2Si薄膜结构及其电学性质的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪对Al掺杂Mg2Si薄膜的晶体结构、表面形貌和电学性质进行表征和分析.结果表明:采用磁控溅射技术在Si衬底上成功制备了不同Al质量分数的Mg2Si薄膜,样品表面表现出良好的连续性,在Mg2Si (220)面具有择优生长性.随着质量分数的增加,结晶度先增加后降低,晶粒尺寸减小,且在Al质量分数为1.58％时结晶度最好.此外,样品电阻率也随着Al质量分数的增加逐渐降低,表明Al掺杂后的Mg2Si薄膜具有更好的导电性,这对采用Mg2Si薄膜研制半导体器件有着重要的意义.     

磁控溅射法制备Ag/FePt/C/FePt薄膜的结构和磁性能

采用磁控溅射法,在自然氧化的Si(001)基片上沉积了Ag/FePt/C/FePt纳米薄膜,并分别在400,450,500,600℃下对薄膜样品进行了1h的退火热处理。利用X射线衍射仪和振动样品磁强计,对薄膜样品的结构和磁性进行了分析。结果表明,当热处理温度为450℃时,Ag/FePt/C/FePt薄膜中已形成了具有有序面心四方结构的L10-FePt。随着热处理温度的升高,薄膜样品的有序化程度提高,矫顽力Hc增强,晶粒尺寸变大。当热处理温度为600℃时,薄膜样品的平行膜面Hc为905.8kA·m-1,晶粒尺寸为23nm。