退火处理对不同RF功率下制备ZnO薄膜的结晶性能的影响

采用RF磁控溅射法,在不同溅射功率下在玻璃衬底上制备了ZnO薄膜,并对所制备的ZnO薄膜在空气气氛中进行了不同温度（350-600℃）的退火处理.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了退火对不同溅射功率条件下制备的ZnO薄膜晶体性能和应力状态的影响.研究表明,在衬底没有预热的情况下,较低功率（190W）下制备的ZnO薄膜,当退火温度为500℃时,能获得单一c轴择优取向和最小半高宽,张应力在350℃退火时最小;较高功率（270W）下,薄膜最佳c轴取向和晶粒度在600℃退火温度获得,张应力最小的退火温度在350-500℃之间.当衬底预热至300℃时,退火处理对两种功率下制备的薄膜的结晶性能和应力的影响基本一致.     

MEVVA离子源(Si,Er)双注入热氧化SiO_2/Si薄膜近红外光致发光的研究

利用金属蒸发真空弧(MEVVA)离子源将Si和Er离子双注入到不同厚度热氧化SiO_2/Si薄膜,获得高浓度Er掺杂硅基发光薄膜。RBS分析表明,稀土元素Er离子掺杂到热氧化SiO_2/Si薄膜中的Er原子浓度百分比达到～10at.％,即Er原子体浓度为～10~(21)/cm~3。这是高能离子注入所不能达到的,它为稀土Er离子高掺杂硅基发光薄膜的制备提供了一个新途径。XPS研究发现,热氧化SiO_2膜厚,溅射保留量多;Er以固溶态存在。在77K下,我们获得了近红外区1540 nm处较强的光致发光。氧离子对Er掺杂热氧化SiO_2/Si薄膜近红外光致发光起了很大作用,发光强度提高了3～5倍。     

Na、Mg共掺杂ZnO薄膜的结构及性能研究

在玻璃衬底上,采用溶胶-凝胶法制备Na、Mg共掺杂的ZnO薄膜,Mg含量不变,改变Na的掺杂含量,研究掺杂浓度、退火温度及镀膜层数对薄膜结构和光学性能的影响.结果表明:薄膜形貌在550℃退火时较好;Na离子含量会影响薄膜(002)晶面的生长;镀膜层数增加,薄膜有明显红移现象并且透光率会降低.     

声表面波器件用SiO2/ZnO/金刚石/Si多层结构制备

为获得高频、高性能金刚石声表面波器件的多层结构,在金刚石/Si衬底使用磁控溅射方法优化ZnO与SiO₂薄膜沉积工艺参数,制备了具有正负温度系数组合的SiO₂/ZnO/金刚石/Si多层结构,并对多层结构进行表征。结果表明:随着氩氧比增加,ZnO薄膜的沉积速率不断加快,薄膜的表面粗糙度不断增大;ZnO薄膜中的原子摩尔分数比随O₂输入量的减少而逐渐接近理想的1∶1。不同氩氧比下制备的ZnO薄膜均呈(002) 面择优取向生长,其中在氩氧比7∶1时,获得了具有细小柱状晶特征、C轴择优取向程度较高的ZnO薄膜。采用最优的ZnO和SiO₂薄膜沉积工艺,在金刚石/Si衬底获得了具有清晰界面的SiO₂/ZnO/金刚石/Si多层结构。      

快速热化学沉积工艺条件对制备多晶硅薄膜的影响

选用Al2O3陶瓷作为衬底,采用快速热化学法沉积多晶硅薄膜.实验研究了温度对薄膜生长的影响,结果表明,硅层的沉积速率随着温度升高而加快,并逐渐趋向1个稳定值.晶粒尺寸也随着温度升高而增大,在温度达到1000℃后保持不变.在此硅薄膜上,采用磷扩散掺杂,制备出太阳能电池器件,并且分析了掺杂量对电池效果的影响.     

Zn靶与掺铝ZnO靶共溅射制备ZnO:Al薄膜及其性能

采用Zn靶和ZnO(掺2%Al2O3(质量分数))陶瓷靶在玻璃衬底上共溅射沉积Al掺杂ZnO薄膜,即ZnO:Al透明导电薄膜,研究Zn靶溅射功率(0～90 W)和衬底温度(室温、100℃和200℃)对薄膜结构、形貌、光学和电学性能的影响。结果表明:按双靶共溅射工艺制备的ZnO:Al薄膜的晶体结构均为六角纤锌矿结构,且随着Zn靶溅射功率的增加,薄膜的结晶质量呈现出先改善后变差的规律,薄膜中的载流子浓度逐渐升高,电阻率逐渐降低,而薄膜的光学性能受其影响不大;随着衬底温度的升高,薄膜的结晶性能得到改善,薄膜的可见光透过率增强,电阻率降低。     

化学液相法制备BiFeO3薄膜

以硝酸铋、硝酸铁以及柠檬酸为原料通过化学液相法在普通载玻片、(100)Si片和(100)ITO玻璃上分别制备了不同厚度的BiFeO3薄膜,研究了热处理温度对BiFeO3的形成以及微观形貌的影响.Si片上的薄膜由于与衬底之间的反应,得到纯BiFeO3相热处理温度需低于650℃,而在普通载玻片和ITO玻璃衬底上,525℃到650℃均可以得到结晶良好的纯BiFeO3薄膜.550℃热处理得到的BiFeO3薄膜中的晶粒尺寸大约在7080 nm之间,650℃热处理得到的晶粒尺寸约有140 nm.磁性能测试证明薄膜有弱铁磁性,饱和磁化强度约在7000～9000 A/m.     

电化学沉积Mn掺杂纳米ZnO的结构和光学性质的研究

在Si衬底上用电化学沉积方法制备了Mn掺杂ZnO纳米晶X射线衍射（XRD）的研究表明,Mn离子取代Zn离子进入到 ZnO晶格中。场发射扫描电子显微镜（SEM）图像显示,ZnO纳米晶形貌的是柱状的。从光致发光谱可以看出,由于掺杂效应导致了可见发射带扩大, PL谱从122.8k到302.2k范围的拟合结果表明,Mn掺杂导致的激子结合能的降低。     

氮化镓薄膜制备技术及专用装置

本发明公开了一种氮化镓薄膜的制备方法和专用设备，它以高纯镓和氮气作源泉物质，采用双流供气方式，向沉积区输送经过离化的具有化学活性的反应气体，在较低温度（500～600℃）下，通过载能镓离化团簇束和N^＋离子束直接在衬底进行化学反应生成氮化镓晶体薄膜。本发明还提出用ZnO作缓冲层实现在Si衬底上生长氮化镓晶体膜，进一步降低了氮化镓薄膜的生产成本。     

电化学沉积Mn掺杂纳米ZnO的结构和光学性质研究（英文）

在Si衬底上用电化学沉积方法制备了Mn掺杂ZnO纳米晶,X射线衍射(XRD)的研究表明,Mn离子取代Zn离子进入到ZnO晶格中。场发射扫描电子显微镜(SEM)图像显示,ZnO纳米晶形貌是柱状的。从光致发光谱可以看出,由于掺杂效应导致可见发射带扩大,PL谱从122.8 K到302.2 K范围的拟合结果表明,Mn掺杂导致激子结合能的降低。     

PREPARATION AND STRVCTURAL EVOLUTION OF TiO_2 THIN FILMS BY LOW PRESSURE MOCVD

1. IntroductionTitanium dioxide (TiO2) films are widely used for electrical and optical applications because of its high dielectric constant, its chemical stability and its high refractive i.de.[1--2].Tioz thin films can be prepared by various thin film deposition techniquesl3--8]. Amongthese techniques, chemical vapor deposition (CVD) is considered as a useful method to deposit high quality thin films with large area uniformity and well--controlled stoichiometry.Crystalline TiOZ exists th…     

基片温度对Co掺杂ZnO薄膜室温铁磁性的影响

采用磁控共溅射法在Al2O3(0001)基片上沉积了Zn1-xCoxO(x=0.08～0.3%)薄膜,研究了基片温度对Co掺杂ZnO薄膜结构和磁性的影响.结果表明:Al2O3(001)基片很好地诱导了ZnCoO薄膜(002)取向生长,并且所有的薄膜均显示室温铁磁性.较低的基片温度不仅能有效抑制薄膜中Co2O3杂质相的产生,而且薄膜磁矩较大.紫外-可见光谱也表明,薄膜中Co2 取代了ZnO中Zn2 的位置.     

碳化硼薄膜的电子束蒸发制备及表面分析

采用电子束蒸发技术制备碳化硼薄膜,利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的结构,测量了薄膜的X射线光电子能谱(XPS),并利用原子力显微镜(AFM)对薄膜进行表面分析.XRD结果表明:薄膜的结晶性随着衬底温度的升高逐渐转好,在较低的衬底温度下制备出多晶碳化硼薄膜.XPS分析得到了碳化硼薄膜表面的化学成分和结构特性,其主要成分为B_4C.AFM结果表明,薄膜表面光滑平整、均匀致密,随着衬底温度的升高薄膜均方根(RMS)粗糙度逐渐增大.     

Synthesis of GaN nanorods on Si substrates with assistance of the volatilization of ZnO middle layers

GaN nanorods have successfully been synthesized on Si(111) substrates via ammoniating ZnO/Ga2O3 films at 950℃. Ga2O3 thin films and ZnO middle layers were deposited in turn on Si(111) substrates by r.f. magnetron sputtering system. ZnO volatilized at 950℃ in the ammonia ambience and Ga2O3 reacted to NH3 to fabricate GaN nanorods in the later ammoniating process. The volatilization of ZnO layers played an important role in the fabrication. The structure and composition of the GaN nanorods were studied by X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR). The orphology ofGaN nanorods was investigated using scanning electron microscopy (SEM) and transmission electronic microscope (TEM). The analyses of measured results revealed that GaN nanorods with hexagonal wurtzite stxucture were prepared by this method.     

化学溶液工艺制备多晶钼酸钙薄膜

利用化学溶液途径成功地制备出了符合化学计量比的钼酸钙多晶薄膜.通过旋涂技术将薄膜沉积在Si(100)或载玻片上,并利用SEM技术表征了薄膜的表面形貌,以及薄膜的表面随退火温度变化的特征.X射线衍射结果显示,在溶液中,钼酸钙化合物就已直接生成而不需经过任何中间过程.退火温度对钼酸钙薄膜微观结构的影响研究表明,当退火高于550℃时薄膜的生长具有择优取向特征.钼酸钙薄膜的拉曼光谱测试结果进一步表明了钼酸钙薄膜的四方相结构特征以及薄膜微观结构的均一性.此外,本文还报道了不同温度下测得的钼酸钙薄膜在紫外光激发下的光致发光性质,其研究结果表明,在276 nm的紫外光激发下,钼酸钙薄膜具有一个宽的(～200 nm)绿光发射带.     

钛酸铋薄膜的磁控溅射及其退火处理

采用射频磁控溅射技术,在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了钛酸铋(Bi4Ti3O12,简称BIT)薄膜。研究了衬底温度及后续退火处理对薄膜结构和表面形貌的影响。结果表明:适宜的衬底温度为200℃。随着退火温度(650~800℃)的升高,BIT薄膜的结晶性变好,晶粒尺寸增大,c轴取向增强。当退火温度达到850℃时,开始出现焦绿石相;700~800℃为适宜的退火温度,在此条件下得到的BIT薄膜结晶良好,尺寸均匀,表面平整致密。     

Temperature effect on ZnO/Si thin film grown using metal organic chemical vapor deposition

We investigated the effect of deposition temperature on the growth and structural quality of ZnO films on Si (100) substrate using the metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) technique. We revealed that highly c-axis oriented ZnO thin films were obtained at the temperature of 400°C. The film crystallinity improved and the surface smoothness decreased with increasing growth temperature.     

氧化铱薄膜的制备及其导电机理研究

采用脉冲激光沉积技术在Si(100)衬底上制备了高导电的IrO2薄膜,重点研究了退火前后其电学性能和微观结构的变化规律。采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、光电子能谱(XPS)和四探针法对退火前后IrO2薄膜的结构和电性能进行了表征,并利用霍尔效应研究了IrO2薄膜的导电机理。结果表明:IrO2薄膜在空气中退火后,导电性能得到提高,其中在750℃退火的电阻率达到最小值37μΩ.cm。在25～500℃范围内,IrO2薄膜的高温电阻率随着温度的升高呈线性关系逐渐增大,呈现出类似金属的导电特征。在250～400℃沉积的IrO2薄膜载流子的类型为p型;沉积温度较高(500℃)或在更高温度退火处理后,IrO2薄膜载流子的类型为n型,其导电机理以电子导电为主。     

Structural and optical properties of electrodeposited ZnO thin films on conductive RuO2 oxides

ZnO thin films were grown on the 150 nm-thick RuO₂-coated SiO₂/Si substrates by electrochemical deposition in zinc nitrate aqueous solution with various electrolyte concentrations and deposition currents. Crystal orientation and surface structure of the electrodeposited ZnO thin films were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy, respectively. The XRD results show the as-electrodeposited ZnO thin films on the RuO₂/SiO₂/Si substrates have mixed crystallographic orientations. The higher electrolyte concentration results in the ZnO thin films with a higher degree of c-axis orientation. Moreover, the use of an ultra-thin 5 nm-thick ZnO buffer layer on the RuO₂/SiO₂/Si substrate markedly improves the degree of preferential c-axis orientation of the electrodeposited ZnO crystalline. The subsequent annealing in vacuum at a low temperature of 300 °C reduces the possible hydrate species in the electrodeposited films. The electrodeposited ZnO thin films on the 5 nm-thick ZnO buffered RuO₂/SiO₂/Si substrates grown in 0.02 M electrolyte at −1.5 mA with a subsequent annealing in vacuum at 300 °C had the best structural and optical properties. The UV to visible emission intensity ratio of the film can reach 7.62.     

Cu互连中Zr嵌入层对ZrN阻挡层热稳定性的影响

在不同的衬底偏压下,用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了ZrN/Zr/ZrN堆栈结构的阻挡层。研究了Zr层的插入对ZrN扩散阻挡性能的影响,结果表明:随着衬底偏压的升高,阻挡层的电阻率降低,ZrN呈(111)择优取向;Zr层的插入使ZrN阻挡层的失效温度至少提高100℃,750℃仍能有效地阻止Cu的扩散,阻挡性能提高的主要原因可能是高温退火时形成的ZrO2阻塞了Cu快速扩散的通道。