RF-PECVD法研究碳纳米管的生长特性

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD),以Fe作为催化剂,在Si基片上生长了碳纳米管(CNT),采用扫描电子显微镜(SEM),高分辨透射电子显微镜(HR TEM)以及显微Raman光谱等对制备的CNT的形貌及结构进行了表征.结果表明:700℃和800℃温度下生长的CNT均取向无序、弯曲缠结,由整齐排列的圆...     

PECVD法低温沉积多晶硅薄膜的研究

在玻璃衬底上采用常规的PKCVD法在低温(≤400℃)条件下制得大颗较(直径＞100nm)、择优取向(220)明显的多晶硅薄膜。选用的反应气体为SiF4和H2混合气体。加入少量的SiH4后，沉积速率提高了近10倍。分析认为，在低温时促使多晶硅结构形成的反应基元应是SiFmHn(m n≤3)，而不可能是SiHn(n≤3)基团。     

PECVD生长垂直石墨烯的场发射特性研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,以甲烷为碳源,在金属铜箔上制备了三维垂直石墨烯。通过调节生长参数,进行了七组对比实验,利用扫描电子显微镜,拉曼光谱对垂直石墨烯的形貌、质量以及层数进行了表征,用二级结构的场发射仪器测试了垂直石墨烯的场发射特性,研究了垂直石墨烯的场发射特性与其形貌、质量和密度的关系,并获得了开启电场低至0.29V/μm的场发射特性。研究结果表明,垂直石墨烯是一种良好的场发射材料,未来在真空电子源中具有广阔的应用前景。     

PECVD沉积SiOP电介质膜及其XPS研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术沉积含P电介质薄膜,用于无杂质空穴扩散(IFVD)技术中InGaAsP-InP MQW结构中新的包封层,替代传统的SiO2层。经X射线光电子谱(XPS)研究证明,该膜就是SiOP结构。快速退火(RTA)研究表明,该膜结构基本稳定,但膜中P原子存在明显扩散,它增强了InPMQW结构中In原子的外扩,却抑制了Ga原子的外扩。这些都明显区别于常规SiO2膜的性质。     

发光二极管表面结构对出光特性的影响

用传输矩阵法模拟计算了AlGaInP发光二极管(LED)不同表面结构的光学特性,用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或磁控溅射掺铟氧化锡(ITO)设备,在带有DBR结构的外延衬底上制备出具有不同表面层结构的LED.通过实验结果对比表明,表面生长λ/4n SiON加λ2n ITO增透膜结构复合增透膜的LED,器件光学性能提高最佳,在20 mA注入电流下,光强和光通量分别达到141.7 mcd和0.4733 lm.比同样结构的无增透膜LED轴向光强和光通量分别提高138%和91%.     

Ni/MgO催化剂下碳纳米管的生长特性

采用射频等离子体增强化学气相沉积法(RF-PECVD),以Ni/MgO为催化剂,在Si基片上生长了碳纳米管,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、Raman光谱以及高分辨透射电镜(HRTEM)等对不同的MgO含量下制备的碳纳米管形貌及结构进行了表征。结果表明,随着MgO含量的增加,从碳纳米洋葱转化为碳纳米管,其直径逐渐变小、均匀,碳纳米管纯度提高,结晶性能越好;碳纳米管顶端形成开口或闭口的碳洋葱纳米结构,而管的主干区域则存在催化剂,并且随着MgO含量的增加,呈现纳米颗粒转化为纳米线的趋势;MgO含量为50%时,部分碳纳米管的外壁剥离,形成了单原子石墨层,长度达到7nm,并在碳纳米管内部填充了Ni纳米线,其长度有60nm。     

过渡区p层在高速沉积非晶硅薄膜电池中的应用

研究了采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术沉积从微晶相向非晶相相变的过渡区p层,并将其作为电池的窗口层应用到高速沉积的非晶硅薄膜电池中。通过调整p层的沉积参数,获得不同p层的暗电导率从1.0E-8S/cm变化到1.0E-1S/cm,并获得了从微晶相向非晶相转变的过渡区p层。实验发现,电池的开路电压Voc随p层SiH4浓度的增加先增加后降低,当p层处在过渡区时达到最大;p层处在过渡区时电池的短路电流Isc和填充因子FF都得到了不同程度的提高。在p/i界面引入buffer层后,能进一步显著提高电池的FF和Voc。在过渡区p层作为电池窗口层,没有背反射电极,本征层沉积速率为1.5nm/s情况下获得效率达8.65%(Voc=0.89V,Jsc=12.90mA/cm2,FF=0.753)的高速非晶硅薄膜电池。比较了过渡区P层与P-a-SiC:H分别作为电池窗口层对于电池性能特别是FF的影响,由于存在结构演变的原因,FF对于过渡区P层厚度的依赖大于后者。     

衬底温度对微晶硅薄膜沉积与结构特征的影响

采用甚高频等离子体化学气相沉积(VHF-PECVD)技术在不同衬底温度条件下沉积了氢化微晶硅(μc—Si：H)薄膜,并通过光发射谱(OES)测量技术对沉积过程中硅烷(SiH4)等离子体进行了原位监测。结合对样品的沉积速率测量与结构表征,研究了衬底温度对薄膜沉积过程与结构特征的影响。实验结果表明：随着衬底温度的增加,μc—Si：H薄膜结晶体积分数与晶粒的平均尺寸单调增大,而沉积速率则呈现出先增后减的变化。对于当前的沉积系统,优化生长的衬底温度约为210℃,相应的μc-Si：H薄膜沉积速率为0．8nm／s,结晶体积分数与晶粒平均尺寸分别为60％和9nm。     

HfO2薄膜的亲疏水性对石墨烯沉积的影响

研究了在不同表面润湿性的HfO₂薄膜上沉积石墨烯的质量,判断了不同表面能大小碳原子的沉积方向。采用电子束工艺制备不同生长时间的HfO₂薄膜,经过静态接触角测量可知,所有HfO₂薄膜均为疏水性,且随着薄膜厚度的增加,表面疏水性加强。再通过等离子体化学气相沉积工艺在HfO₂样品表面制备石墨烯薄膜。通过拉曼测试得出,表面中性润湿性基底对于碳沉积密度贡献不大;表面微疏水性基底对于碳原子总沉积量增益不大,但是对于形成sp²轨道的碳碳双键则增强明显,原因主要是由于碳原子在表面横向迁移的作用增强,从而形成大面积石墨烯薄膜。     

化学气相沉积法可控制备石墨烯薄膜和单晶畴北大核心

采用化学气相沉积（CVD）法,以铜箔为衬底,以甲烷为碳源,制备了石墨烯薄膜和单晶畴,并利用扫描电子显微镜、光学显微镜、喇曼光谱仪、紫外-可见透过光谱仪等手段对石墨烯进行了系统表征。结果表明,质量分数为10%的稀硝酸对铜箔表面进行腐蚀处理20 s可以有效去除铜箔表面析出的杂质颗粒,从而提高石墨烯的质量。在此基础上,研究了氢气和甲烷体积流量比对石墨烯生长的影响,当氢气和甲烷体积流量比从0∶1变化到5∶1时,石墨烯薄膜从单层生长变化到多层生长。此外,氢气和甲烷体积流量比也会显著影响晶畴的形状,随着氢气和甲烷体积流量比的增加,石墨烯晶畴从无规则形状逐渐变化到六边形。     

PECVD在TSV领域的应用

PECVD设备及工艺技术已在半导体前道互连工艺及TSV领域展现了其广阔的应用前景,介绍了拓荆PECVD在TSV领域的应用,展现其良好的工艺表现。     

管式PECVD功率对膜性能的影响

本文主要讲述管式PECVD中等离子体电源功率大小对膜的折射率和吸光系数以及致密性的影响。对生产高效太阳能电池提供一些思路。     

大马士革工艺中等离子体损伤的天线扩散效应

等离子体技术的广泛应用给工艺可靠性带来了挑战,等离子体损伤的评估成为工艺可靠性评估的重要内容之一。针对大马士革工艺中的等离子体损伤问题,提出了天线扩散效应,确定了相应工艺的天线扩散系数,提高了工艺可靠性评估的准确性。根据不同介质层沉积对器件的影响,确定了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是大马士革工艺中易造成等离子体损伤的薄弱环节之一。实验结果表明,同种工艺满足相同的天线扩散效应,此时工艺参数的改变不会影响天线扩散系数。对带有不同天线结构的PMOS器件进行可靠性分析,得知与密齿状天线相比,疏齿状天线对器件的损伤更严重,确定了结构面积和间距是影响PECVD工艺可靠性水平的关键参数。     

沉积温度对碳膜结构及其场发射特性的影响

利用微波等离子体化学气相沉积法在覆盖金属钛层的陶瓷衬底上,利用改变衬底温度方法沉积不同结构的碳膜。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱对碳膜进行了分析测试,并研究了不同衬底温度下沉积的碳膜的场致电子发射特性。对于在衬底温度800℃时制备的碳膜,在电场3.3 V/μm时,最大场发射电流密度达1 mA/cm2。     

单室沉积本征微晶硅薄膜及其在电池中的应用

为获得单室沉积高效微晶硅(μc-Si)太阳电池,首先采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备了不同沉积条件下的本征μc-Si薄膜.通过对材料的结构和电学输运特性的研究,借鉴分室沉积的器件质量级μc-Si材料的经验,选取合适的本征层和P种子层处理B污染的技术,在单室中制备出光电转换效率为6.23%(1 cm2)的单结μc-Si电池.     

VHF-PECVD制备不同衬底温度微晶硅薄膜结构研究

采用微区拉曼散射、傅立叶变换红外吸收和光热偏转谱对VHF-PECVD制备的不同衬底温度硅薄膜进行了微结构分析.结果表明:随衬底温度的升高,薄膜逐渐由非晶向微晶过渡,晶化率(Xc)逐渐增大,样品中的氢含量逐渐降低.在200~250℃条件下制备的微晶硅薄膜具有低的缺陷密度.通过优化工艺条件制备出了效率达7.1%的单结微晶硅太阳电池,电池厚度仅为1.2μm,且没有ZnO背反射电极.     

氧化后退火技术对SiO2/4H-SiC界面态密度的影响

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)低温处理和高温快速退火的技术,研究了退火条件对SiO2/4H-SiC界面态密度的影响.在n型4H-SiC外延片上高温干氧氧化50 nm厚的SiO2层并经N2原位退火,随后在PECVD炉中对样品进行350℃退火气氛为PH3,N2O,H2和N2的后退火处理,之后进行高温快速退火,最后制备Al电极4H-SiC MOS电容.I-V和C-V测试结果表明,各样品的氧化层击穿场强均大于9 MV/cm,PH3处理可以降低界面有效负电荷和近界面氧化层陷阱电荷,但PH3处理样品的界面态密度比N2O处理的结果要高.经N2O氛围PECVD后退火样品在距离导带0.2和0.4 eV处的界面态密度分别约为1.7× 1012和4×1011eV-1·cm-2,有望用于SiC MOSFET器件的栅氧处理.     

PECVD沉积双层SiNx对太阳电池性能的影响

提出了一种简单有效的制备双层SiNx薄膜的方法,其薄膜具有良好的减反射钝化特性。采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法,通过控制SiH4和NH3气体流量比,在p型多晶硅衬底上生长单层及双层SiNx膜。随后使用薄膜测试分析仪测量了薄膜的厚度、折射率及反射率,并用Semilab WT-2000测量少数载流子寿命,通过测量量子效率,对单、双层膜电池进行了比较。实验结果表明:相比单层减反射钝化膜,采用双层SiNx膜,少数载流子寿命可以得到更好的改善,开路电压可提高约2 mV,短路电流可提高约40 mA,电池效率能提高0.15%。