溅射功率对Mg2Si薄膜制备的影响

采用射频磁控溅射系统,在Si(111)衬底上制备了不同溅射功率下的Mg2Si薄膜。通过X线衍射(XRD)和冷场发射电子显微镜镜(FESEM)对Mg2Si薄膜的晶体结构和表面形貌进行了表征,理论分析了Mg2Si薄膜在Si(111)衬底上的外延生长关系,得到了Mg2Si薄膜的外延生长特性。研究结果表明,在80～110 W的溅射功率范围内,Mg2Si薄膜具有Mg2Si(220)的外延择优生长特性,并且随着溅射功率的增加Mg2Si(220)衍射峰先增强后变弱,在100W功率下Mg2Si(220)衍射峰最强。     

分层溅射法制备晶向可控的Mg2Si薄膜

采用分层溅射法在石英衬底上制备了结晶良好的Mg2Si多晶薄膜.当Si膜的溅射时间均为25min、Mg膜的溅射时间为18～22 min、退火温度为375℃时,随着膜厚增加,Mg2Si薄膜的织构由(311)向(220)转变;退火温度为400℃时,薄膜的最强衍射峰均为Mg2Si(220).所有样品均在256 cm1附近出现了...     

Mg膜厚度对Mg2Si半导体薄膜结构及方块电阻的影响

采用射频磁控溅射系统和热处理系统制备了Mg2Si半导体薄膜.首先在Si衬底上溅射不同厚度的Mg膜,然后在真空退火炉中进行低真空热处理4h制备一系列Mg2Si半导体薄膜.采用台阶仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对Mg2Si薄膜样品的结构、表面形貌、剖面进行表征,研究了Mg膜厚度对Mg2Si半导体薄膜生成的影响.结果表明,在Si衬底上制备出以Mg2Si (220)为主的单一相Mg2Si薄膜,且Mg2Si (220)的衍射峰强度随着Mg膜厚度的增加先增大后减小,Mg膜为2.52 μm时,制备的Mg2Si薄膜表现出了良好的结晶度和平整度.最后,研究了Mg膜厚度对Mg2Si薄膜方块电阻的影响.     

功率对制备β-FeSi2薄膜的影响

利用磁控溅射方法,溅射室背底真空优于2.0×10-5 Pa,采用不同的功率在Si(100)(电阻率为7~13 Ωcm)衬底上沉积一层铁薄膜(150~330 nm),然后在900 ℃,15 h背底真空条件下(4×10-4 Pa)退火,形成了β-FeSi2。采用扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌结构进行表征,并采用X射线衍射仪(XRD)对其进行了晶体的结构分析,当溅射功率为70~100 W时,主要衍射峰来自β-FeSi2,但同时在2θ=45°处有较大的FeSi峰,在2θ=38°附近出现较大的Fe5Si3峰。研究结果表明,制备β-FeSi2薄膜的最佳溅射功率为110 W,在900 ℃退火15 h。     

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。     

溅射时间对于Mg_2Si/Si异质结的影响

采用射频磁控溅射沉积并结合热处理制备Mg2Si/Si异质结,研究了溅射时间对Mg2Si/Si异质结的结构以及电阻率的影响。首先在P型Si衬底沉积不同厚度的Mg膜,然后进行低真空热处理,制备不同厚度的Mg2Si/Si异质结。通过XRD、SEM对Mg2Si/Si异质结中Mg2Si的晶体结构、异质结表面和剖面形貌进行分析,结果表明:制备了单一相Mg2Si薄膜,Mg2Si(220)衍射峰最强,异质结界面平整。通过四探针仪测量电阻率进行分析,发现电阻率随Mg2Si膜厚的增加而减小。     

CdS薄膜的制备、结构和光致发光性能

CdS薄膜是一种n型半导体材料,用于CdTe多晶薄膜太阳电池的窗口层,其质量直接影响太阳电池的光电转换效率和寿命。用磁控溅射法制备了CdS薄膜,通过对薄膜进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光和紫外-可见光谱等测试,研究了CdS薄膜的制备工艺对薄膜结晶度、表面形貌和禁带宽度的影响关系。研究发现,随着CdS薄膜溅射功率的升高,薄膜的结晶度变好,晶粒增大,薄膜增厚,光致发光峰强度增加,禁带宽度减小;随着溅射气压减小,薄膜厚度增大,光致发光峰强度减小,禁带宽度减小。     

掺铜TiO2薄膜的制备及结构与光学性能的研究

采用双靶直流磁控共溅射法制备了掺铜TiO2薄膜,通过控制Cu靶的溅射功率改变Cu的掺杂量,研究了掺铜对TiO2薄膜的结构、光吸收及光催化性能的影响.结果表明:掺Cu能够改善薄膜的表面形貌与结晶质量,提高薄膜的光吸收性能.随着掺铜量的增加,TiO2薄膜的锐钛矿(101)衍射峰越来越强,且吸收边逐渐红移.Cu靶的溅射功率大于3 W,薄膜中就会出现CuO晶相.掺Cu后,TiO2薄膜的光催化性能明显增强.随着Cu的溅射功率的增大,TiO2薄膜的光催化性能先增强,后减弱.Cu的溅射功率为5 W的样品光催化性能最好.     

一种双靶磁控溅射制备的Mg掺杂的NiO薄膜

采用磁控溅射“共溅射”方法,将Ar气作为溅射气体,高纯NiO和MgO双陶瓷靶作为溅射靶材。当控制NiO和MgO靶的溅射功率分别为190 W和580 W,溅射真空度为2 Pa,衬底温度为300℃时,得到了Mg掺杂的NiO(Ni_0.61Mg_0.39O)薄膜。该薄膜是一种具有(200)择优取向的晶态薄膜。薄膜表面比较平整,晶粒分布致密,晶粒尺寸约46.9 nm。(200)衍射峰位置相对未掺杂的NiO薄膜向小角度偏移约0.2°。合金薄膜在可见光波段具有较大的透过率,而在300 nm附近透过率陡然下降,其光学带隙向高能方向移动到了3.95 eV。该研究为采用磁控溅射制备高质量的Mg掺杂的NiO薄膜提供了技术支撑。     

石墨衬底多晶硅籽晶层制备及性质

采用磁控溅射技术在石墨衬底上制备多晶硅籽晶层,系统研究了不同衬底温度、不同快速热退火(RTA)温度和时间对籽晶层结构性质的影响。通过X射线衍射(XRD)仪测试分析,发现溅射过程中衬底温度对于结晶质量有着至关重要的影响,即衬底温度为700℃是形成Si(220)晶面择优取向的临界温度,当衬底温度高于700℃时,Si(220)晶面衍射峰峰高随衬底温度的增加显著增大。在RTA过程中,提高退火温度和延长退火时间均能够提高薄膜多晶硅籽晶层Si(220)晶面的择优取向。     

不同溅射功率制备的Zn0.97Co0.03O薄膜的结构和光学性质研究

采用磁控溅射法在不同射频功率下制备了Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见光谱和室温光致发光谱对薄膜进行了表征。XRD和Raman结果表明,Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜为六方纤锌矿结构,沿(002)晶面择优取向。随着溅射功率的增大,薄膜的(002)晶面择优取向增强,晶化程度提高,晶粒尺寸增大。不同溅射功率制备的Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜均具有较高的可见光透过率。随溅射功率增加,光学带隙减小,光吸收边红移。光致发光谱表明不同溅射功率制备的Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜均具有较强的带边紫外发光峰。随着溅射功率的增加,该发光峰的峰位发生红移,且峰强度增强。以上研究结果表明,溅射功率对Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜的生长速率、结晶质量及光学性能有明显影响,但不会影响薄膜的成分。     

溅射功率对AlN薄膜结构形貌的影响

采用直流反应磁控溅射法在Si(111)基片上制备了AlN薄膜,利用X线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)对不同溅射功率下制备的AlN薄膜的结构及形貌进行了分析表征。结果表明:在一定范围内,随着溅射功率的增大,薄膜厚度增加,晶粒逐渐长大,表面粗糙度也随之增大;AlN(002)择优取向改善明显,120W时达到最佳。     

负偏压对磁控溅射Mg_2Si薄膜的影响

采用直流磁控溅射加负偏压方法和退火工艺制备了Mg_2Si半导体薄膜,研究了不同负偏压对Mg膜的沉积速率、Mg_2Si薄膜结构以及电阻率的影响。结果表明,随着负偏压的增大,因压实膜层和二次溅射效应,Mg膜的沉积速率越来越小;在未加负偏压时,Mg_2Si薄膜的衍射峰最强、样品表面平整致密,当衬底加上负偏压后,Mg_2Si衍射峰都有所减弱,样品表面变得凹凸不平;当负偏压达到–150 V时,表面已呈现明显的熔融状态,表明负偏压对Mg_2Si薄膜的晶体结构没有有益影响。Mg_2Si薄膜的电阻率随着所加负偏压的增大先减小后增大,并在–90 V时达到最小值。     

不同择优取向的ZnO薄膜的制备

采用射频磁控溅射法在载玻片上制备了不同择优取向的ZnO薄膜。结果表明,溅射功率在100~380 W范围内制备的ZnO薄膜呈(101)择优取向性,当功率上升至550 W时,薄膜则为(100)取向;基片温度升高有利于(002)面的生长,当基片温度为250℃时,在溅射功率为200 W时即可制得(002)面择优取向的薄膜。热处理温度的提高有助于(100)和(101)面的择优取向,而对(002)面的取向不利。同时,该文对ZnO薄膜不同择优取向生长的机制进行了探讨。     

溅射功率对HfO2薄膜结构及电学性能的影响北大核心CSCD

采用射频磁控溅射法分别在不同溅射功率下制备了Hf O2薄膜,基于该组薄膜实现了金属-绝缘体-金属(MIM)电容器原型器件。采用Raman、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱学(XPS)和电学测试仪等分析手段,研究了溅射功率对薄膜微结构和电学特性的影响。测试结果表明,随着溅射功率的增加,HfO_2薄膜由无定形态向单斜晶相转化、颗粒尺寸逐渐增大、Hf—O键结合度增强,由于提高溅射功率导致了薄膜晶化、团簇和Hf—O结合能减小,使MIM电容器击穿电压降低,漏电流呈现先降后增。结果表明溅射功率为150 W时,HfO_2薄膜获得较好的电学性能。     

硅基PbSe／BaF2／CaF2薄膜及其光电特性

采用分子束外延方法在Si(111)衬底上生长了PbSe/BaF2/CaF2薄膜,扫描电镜和X－光衍射分析显示,通过生长BaF2/CaF2缓冲层的方法,在Si(111)衬底上外延的PbSe薄膜晶体质量高,PbSe表面光亮,无形裂现象发生,X－光衍射峰峰宽窄（153arcs)。外延生长的PbSe薄膜被应用于制作光电二极管,首次采用热蒸发金属铝膜在PbSe表面形成Al-PbSe肖特基结光电二极管,获得了比Pb-PbSe肖特基结更为稳定和理想的电流－电压特性曲线。     

石墨上多晶硅薄膜的制备及择优取向的调控

利用磁控溅射在石墨衬底上制备了非晶硅薄膜,并使用快速热退火对薄膜进行了晶化处理。XRD分析表明,直接溅射沉积在石墨衬底上的硅薄膜经过快速热退火后具有高度的(220)择优取向。通过在硅薄膜和石墨衬底界面处引入一定厚度的ZnO中间层,晶化后的多晶硅薄膜择优取向实现了从(220)向(400)的转变,从而非常有利于将成熟的制绒工艺应用于该材料体系的电池制备过程中。对于择优取向的转变提出了解释,认为Si(100)面和ZnO(001)面晶格匹配是主要原因。喇曼分析表明ZnO中间层的引入提高了多晶硅薄膜的晶体质量。     

射频磁控溅射制备声表面波器件用ZnO薄膜

研究了采用射频磁控溅射法在SiO2/Si衬底上制备ZnO薄膜工艺中溅射功率、氧氩比(V(O2)/V(Ar))及衬底温度对ZnO薄膜结构的影响。利用X-射线衍射(XRD)和扫描力显微镜(AFM)对薄膜进行结构性能分析,表明其结构性能随工艺参数变化的规律。利用优化的工艺条件:射频功率60 W、V(O2)/V(Ar)为0.55和衬底温度350℃,在DLC/Si衬底上制备了ZnO薄膜,制作加工成声表面波滤波器件,测试分析了频率响应特性,中心频率为596.5 MHz。     

硅基PbSe/BaF_2/CaF_2薄膜及其光电特性

采用分子束外延方法在 Si(111)衬底上生长了 Pb Se/ Ba F2 / Ca F2 薄膜 ,扫描电镜和 X-光衍射分析显示 ,通过生长 Ba F2 / Ca F2 缓冲层的方法 ,在 Si(111)衬底上外延的 Pb Se薄膜晶体质量高 ,Pb Se表面光亮 ,无开裂现象发生 ,X-光衍射峰峰宽窄 (15 3arcs) .外延生长的 Pb Se薄膜被应用于制作光电二极管 ,首次采用热蒸发金属铝膜在 Pb Se表面形成 Al- Pb Se肖特基结光电二极管 ,获得了比 Pb- Pb Se肖特基结更为稳定和理想的电流 -电压特性曲线     

快速热退火温度对纳米晶氢-硅薄膜及其p-n结性能的影响

采用快速热退火(RTA)对热丝化学气相沉积HWCVD制 备的非晶氢-硅(a-Si:H)薄膜进行晶化处理,并在此基础上制备了 纳米晶氢-硅(nc-Si:H)薄膜p-n结。利用拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)和分光光 度计研究了所制备(nc-Si:H)薄膜的结构、光学性能与退火温度的关系;同时, 研究了不同RTA条 件下制备p-n结的整流特性随温度变化的规律。研究发现,随RTA温度由700℃升高至 1100℃,薄膜的晶化率由46.3%提高到96%,拉曼峰半高宽(FWHM)由19.7cm－1降低至7. 1cm－1。当退火 温度为700℃时,薄膜的XRD谱中只有一个较弱的Si(111)峰;当退火 温度高于900 ℃时,薄膜 的XRD谱中除Si(111)峰外,还出现了Si(220)、Si(311)峰。同时,随退火温度的升高,薄膜 的禁 带宽度由1.68eV升高至2.05eV。由于禁带宽 度的增加,相应的p-n结最高工作温度也由180℃升高至300℃。