退火处理对ZnO薄膜结晶性能的影响

研究了退火处理对ZnO薄膜结晶性能的影响.ZnO薄膜由直流反应磁控溅射技术制得,并在O2气氛中不同温度(200～1000℃)下退火,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)对其结晶性能进行了研究,提出了一个较为完善的ZnO薄膜退火模型.研究表明:热处理可使c轴生长的薄膜取向性增强;随退火温度的升高,薄膜沿c轴的张应力减小,压应力增加;同时晶粒度增大,表面粗糙度也随之增加.在640℃的应力松弛温度(SRT)下,ZnO薄膜具有很好的c轴取向,沿c轴的应力处于松弛状态,晶粒度不大,表面粗糙度较小,此时ZnO薄膜的结晶性能最优.     

ZnO薄膜应用的最新研究进展

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料。详细介绍了ZnO薄膜在太阳能电池、表面声波器件、气敏元件、压敏器件等领域的应用以及在紫外探测器、LED、LD等潜在应用领域研究开发的最新进展。     

Microstructure of ternary Zn1-xCdxO films on silicon substrate

Ternary Zn1-x CdxO alloying films were deposited on silicon substrates by a reactive magnetron sputtering method. The structures of the films were characterized by transmission electron microscopy(TEM) and X-ray diffraction(XRD) analysis, respectively. The XRD measurement shows that the wurtzite-type structure of Zn1-xCdxO can be stabilized up to Cd content of x=0.53 without a cubic CdO phase separation. The TEM measurement shows that the films have a columnar structure and the grains are highly c-axis oriented perpendicularly on silicon substrate although some grain boundaries are slightly tilted. High resolution TEM observation indicates that a native layer of amorphous SiO2 exists at the ZnCdO/Si interface and that ZnCdO grains with c-axis preferred orientation nucleate directly on substrate surface.     

H2对UHV/CVD低温选择性外延生长Si1-xGex的影响

利用超高真空化学气相沉积(UHV/CVD)成功实现了Si1-xGex的低温选择性外延生长,并研究了H2对选择性外延生长的影响及其作用机理.以SiH4和GeH4为反应气源,在开有6mm×6mm窗口氧化硅片上进行Si1-xGex外延层的生长.首先分别以不含H2(纯GeH4)和含H2(90%H2稀释的GeH4)的两种Ge源进行选择性外延生长.通过SEM观察两种情况下氧化硅片表面,发现H2的存在对选择性外延生长有至关重要的作用.接着以90%H2稀释的GeH4为Ge源,变化Si源和Ge源的流量比改变H2分压,以获得SiH4和GeH4(90%H2)的最佳流量比,使外延生长的选择性达到最好.利用SEM观察在不同流量比时,经40min外延生长后各样品的表面形貌,并对其进行比较,分析了H2分压在Si1-xGex选择性外延生长中的作用机理.     

金属诱导生长法在Ni硅化物上异质生长多晶GeSi薄膜

采用金属Ni诱导与超高真空化学气相沉积相结合的方法,低温下在氧化Si衬底上制备出了多晶GeSi薄膜.利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜等对多晶GeSi薄膜的晶体质量、表面形貌进行了表征,研究了在Ni上生长多晶GeSi的生长方式及表面形貌随生长参数变化的规律.结果表明,在温度高于510℃时,Ni金属诱导作用明显;生长压强为10Pa时,多晶GeSi能够形成连续致密的薄膜,而采用先低压(0.1Pa)后高压(10Pa)的生长方式,多晶GeSi呈现分离的晶须状,晶须尺寸多在100nm以上.     

硅基LiNbO3薄膜的微结构研究

利用透射电子显微镜及X射线衍射，研究脉冲激光沉积技术(PLD)在Si(001)衬底上生长LiNbO3薄膜的微结构．结果表明，在600℃的衬底温度、30Pa的氧分压条件下，在硅片表面5nm厚的非晶氧化层上生长的薄膜，为c轴择优取向的单相LiNbO3晶体，本文还讨论了获得c轴择优取向LiNbO3薄膜的生长机理．     

硅基GaN外延层的光致发光谱

报道了在硅基上用简便的真空反应法制备出 Ｇａ Ｎ 外延层,并对其发光特性进行了研究。发现衬底晶向、生长温度和退火均会对 Ｇａ Ｎ 外延层的发光特性产生影响。 Ｓｉ（１１１） 衬底比 Ｓｉ（１００） 衬底更有利于 Ｇａ Ｎ 外延层的单色发光。退火使 Ｇａ Ｎ 外延层的发光强度降低。在１ ０５０ ℃下生长的 Ｇａ Ｎ 外延层的发光强度高于其他温度下生长的 Ｇａ Ｎ 外延层的发光强度     

洁净硅片在真空中加热时表面状态的XPS谱研究

用X射线电子谱（XPS）评价了由改进的RCA方法清洗，又经HF处理的洁净（111）硅片在高真空和超高真空中加低热时的表面状态。实验表时，清洗后的硅片表面沾污中的氧（O）比较少而碳（C）相对多一些，同时存在微量的氟（F）。如果清洗工艺操作得当，可望获得较干净的衬底表面。洁净的硅片在8×10-6Pa的真空中存放12h后，表面吸附的C比O增加得更快。给出了在高低真空中硅片加低热前后表面状态的变化情况，并实时检测在超高真空中加低热时表面状态的XPS谱，同时对实验结果给予分析、讨论。     

Al-N共掺p型Zn0.95Mg0.05O薄膜的性能

利用直流反应磁控溅射法,以N2O为N掺杂源,用Al-N共掺技术制备了p型Zn0.95Mg0.05O薄膜.用X射线衍射分析(XRD)、Hall测试仪和紫外可见(UV)透射谱等研究方法对其晶体结构、电学性能和禁带宽度进行分析.XRD分析结果表明,Zn0.95Mg0.05O薄膜具有良好的晶格取向,Hall测试的结果所得p型Zn0.95Mg0.05O薄膜最低电阻率为58.5Ω·cm,载流子浓度为1.95×1017 cm-3,迁移率为0.546cm2/(V·s),UV透射谱所推出的薄膜禁带宽度中,纯ZnO,p型Zn0.95Mg0.05O和p型Zn0.9Mg0.1O分别为3.34,3.39和3.46eV,可以看出Mg在ZnO禁带宽度中起了调节作用.