Cu/Ta/SiO2/Si多层膜纳米压痕下微观结构的研究

Cu/Ta/SiO2/Si多层膜结构是目前集成电路制造工艺中的常见结构,其硬度与弹性模量通过纳米压入技术测得.为了表征纳米压痕下的形变微观区域,采用聚焦离子束加工出压痕截面,同时进行扫描电子、扫描离子显微观察,发现样品衬底发生开裂,多层膜结构出现分层现象.TEM分析表明分层出现在Ta/SiO2界面,说明这是该结构的一个薄弱环节.     

Cu/Ta/SiO_2/Si多层结构的纳米压痕研究

利用磁控溅射方法在Si衬底上沉积钽层以及铜层,并利用纳米压痕技术对Cu/Ta/SiO_2/Si多层膜结构进行了硬度和弹性模量的表征,研究发现多层膜结构的硬度随着薄膜厚度的增加而降低,然而弹性模量与膜厚之间并没有这样的关系。利用聚焦离子束（FIB）工艺将纳米压痕区域剖开,并通过透射电子显微镜（TEM）表征发现在纳米压痕过后,钽以及二氧化硅界面有了明显的分层现象,这一点表明层与层之间较弱的键合在相对大的负荷下遭到了破坏。     

Cu/Ta/SiO2/Si薄膜在纳米压痕下的分层现象研究

采用磁控溅射技术在热氧化单晶硅衬底上先后淀积了厚度分别为50nm的Ta膜和400 nm的Cu膜.使用纳米压入仪在样品表面进行压入测试,在薄膜表面制造出残留压痕.使用扫描电镜(SEM)、聚焦离子束(FIB)、透射电镜(TEM)和X射线能谱仪(EDX)对残留压痕形貌、剖面上的分层现象进行观察,确定分层所在的位置.发现在69 mN的最大载荷作用后,在TA/SiO2界面处发生分层.分层的原因主要归结为在应力作用下,多层膜中各种材料的应变、弹性恢复能力不同.     

Cu-Ni多层膜纳米压痕下微观变形结构的研究

金属多层膜具有化学、电子、磁学和力学等方面的许多优异性能，目前被广泛用于光学器件、磁记忆介质和作为互连体材料，尤其近年在微电子机械系统领域的应用引起了广泛注意。而纳米压痕技术是近几年发展起来的一项新的力学测试技术，测试精度高，通过测量压头在压入过程中的载荷-位移曲线，可获得材料的硬度和弹性模量等本征力学参量。该技术测试区域小，避免了样品的宏观缺陷对测试结果的影响，     

Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜的室温光致发光

采用射频磁控溅射法,制备了纳米Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜,得到强的可见光致发光,利用傅里叶红外吸收(FTIR)谱和光致发光(PL)谱,对其发光特性进行了研究,在374 nm和712 nm左右观察到强发光峰.用量子限制-发光中心(QCLC)模型解释了其可能的发光机制,认为发光可能源自于SiOx界面处的缺陷发光中心.建立了发光的能隙态(EGS)模型,认为440 nm和485 nm的发光源于N-Si-O和Si-O-Si缺陷态能级.     

超细Co/Cu纳米多层膜磁性研究

利用磁控溅射方法制备了纳米Co/Cu多层膜。利用扫描探针显微镜(SPM)观测了其表面形貌和磁畴结构,并通过振动样品磁强计(VSM)测量了磁性。结果表明,薄膜的微结构和磁性随非磁性层厚度的变化有着非常显著的变化。超细Co颗粒构造的多层膜样品,颗粒尺寸逐渐增大,磁畴尺寸先减小后增大,最后发生明显的聚集。磁性金属和非磁性金属的比例对多层膜之间的交换耦合相互作用有显著影响。平行膜面方向上的饱和场明显小于垂直膜面方向。当体积比约为1∶80时,平行膜面方向饱和场为95.9 kA/m,垂直方向饱和场为328.1 kA/m。此时两个方向上的饱和场、剩磁、矫顽力和磁滞损耗均为最小值。     

LiNbO_3/SiO_2/Si薄膜的蓝光发射

采用射频磁控溅射方法制备了LiNbO3/SiO2／Si薄膜。通过X射线衍射（XRD）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和傅立叶变换红外吸收光谱（FT-IR）对薄膜的物相、晶体取向和成分进行了表征。采用荧光分光光度计研究了LiNbO3／SiO2／Si薄膜的光致发光。研究结果表明：在280nm激发光的激发下,LiNbO3／SiO2／Si薄膜在室温下发射470nm的蓝光,来源于LiNbO3薄膜与SiO2层界面处白捕获激子的辐射复合,发现在SiO2／Si薄膜上生长LiNbO3薄膜调制SiO2／Si薄膜的发光机制。     

磁控溅射制备磁性多层膜中SiO2/Ta界面的研究

磁性多层膜常用磁控溅射的方法制备，并且以金属Ta做为缓冲层。本研究利用这种方法在单晶硅基片上沉积了Ta/NiFe/Ta薄膜。采用X射线光电子能谱（XPS）对该薄膜进行了深度剖析，并且对获得的Ta4f和Si2p的高分辩率XPS谱进行计算机谱图拟合分析。结果表明：磁控溅射这种高能量制膜技术导致了在SiO2/Ta界面处发生了化学反应：15SiO2 37Ta=6Ta2O5 5Ta5Si3，该反应使得界面有“互混层”存在，从而导致诱发NiFe膜（111）织构所需的Ta缓冲层实际厚度的增加。从本研究还可以看出XPS是表征磁性薄膜界面化学状态的一种有利工具。     

低红外发射率TiO2/Ag/TiO2纳米多层膜研究

利用磁控溅射在玻璃衬底上制备了具有良好的光谱选择性透过率的TiO2/Ag/TiO2纳米多层膜.通过用X射线衍射、扫描电子显微镜、UV-VIS-NIR分光光度计、傅里叶红外光谱仪对样品进行表征,优化了薄膜的制备工艺,研究了多层膜的光学特性.结果表明,当Ag膜的厚度为12nm时,多层膜具有高的可见光透过率和优良的导电性能.样品在555nm波长处的透过率最高达93.5%,红外波段平均反射率为90%左右,8μm～14μm波段红外发射率ε＜0.2.Ag层厚度的增加使可见光高透过率波段变窄,透过率下降.内层及外层TiO2厚度的变化引起薄膜可见光透过峰的位置及强度发生变化,外层的影响高于内层.     

脉冲激光沉积TiN/AlN多层膜的微结构与力学性能

采用脉冲激光沉积(LPA)法,在单晶Si表面制备了调制周期为50nm的不同调制比的TiN/AlN多层膜,并研究了调制比对多层膜微结构和力学性能的影响。扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)显示,薄膜的调制比在1～4之间。并且小调制比下薄膜表面的岛密度小,岛面积过大,分布不均匀,相邻岛之间的起伏较大。X射线衍射(XRD)结果表明,小调制比下,AlN相为明显的(002)择优取向,TiN相主要以(200)、(220)形式存在;调制比增大后,AlN相的择优取向减弱,同时伴随着薄膜晶粒的细化及硬度增强,这一研究结果说明,调制比对多层膜的性质有一定的影响,大调制比会导致Al元素在界面处聚集,并与TiN进行合金化后的形成TiAlN结构,进而对薄膜的硬度产生影响。     

Nanoindentation study of a Cu/Ta/SiO_2/Si multilayer system

正Tantalum and copper layers were deposited on a thermally oxidized Si substrate in a magnetron sputtering process.Nanoindentation was adopted to investigate the hardness and elastic modulus of the Cu/Ta/SiO_2/Si multilayer system.The hardness shows an apparent dependence on the film thickness,and decreases with the increase of film thickness,whereas the elastic modulus does not.To reveal the structural change,a trench through the center of a residual indent was cut by a focused ion beam,and then examined using an ion-microscope.TEM analysis showed that delamination occurs at the interface between the Ta and the SiO_2 layer of the residual indent, suggesting that the destruction under a relatively large load is due to weak bonding.     

用Z扫描法测量a—Si／SiO2多量子阱材料非线性折射率

利用Ｚ扫描法和波长为０．５３μｍ、脉宽为１０ｎｓ的调Ｑ－Ｎｄ：ＹＡＧ激光器测量了ａ－Ｓｉ／ＳｉＯ２多量子阱材料的三阶非线性折射率。并对该材料光学非线性的产生机理作用了探讨。     

磁控溅射Ge/Si多层膜的发光特性研究

采用磁控溅射技术,在Si(100)衬底上制备了一系列不同周期、不同Ge层厚度的Ge/Si多层膜样品.用室温光致发光(PL)、Raman散射和AFM图谱对样品进行表征.结果表明:Ge/Si多层膜中的PL发光峰主要来自于Ge晶粒,并且Ge晶粒生长的均匀性对PL发光影响较大,生长均匀的Ge晶粒中量子限域效应明显,随着晶粒的减小,PL发光主峰发生蓝移;在Ge晶粒均匀性较差时,PL发光峰强度较弱,量子限域效应不明显.     

HfO2/SiO2多层高反膜脉冲YAG激光预处理机理的研究

本文研究了HfO2 /SiO2 多层高反膜脉冲YAG激光预处理提高抗激光损伤阈值的机理。通过分析和计算 ,我们提出了一种物理模型 ,即热扩散模型。由于扩散结果 ,导致HfO2 膜层的折射率增加 ,致使HfO2 、SiO2 膜层交界处光驻波波峰降低 ,从而提高了薄膜抗激光损伤阈值     

曲折型三明治结构FeNi/Cu/FeNi多层膜巨磁阻抗效应研究

采用微机电系统(MEMS)技术在玻璃基片上制备了曲折型三明治结构FeNi/Cu/FeNi多层膜,在电流频率1～40 MHz范围内研究了FeNi/Cu/FeNi多层膜的巨磁阻抗(GMI)效应,并分别通过改变FeNi薄膜的宽度、厚度和Cu薄膜的宽度,研究了尺寸对巨磁阻抗效应的影响,当磁场Ha施加在薄膜的纵轴时,巨磁阻抗变化...     

Si/SiO_2系统电荷对高阻硅基CPW传输损耗的影响

通过高频C-V测试得到实验制备的共平面波导(CPW)下方的Si/SiO2系统电荷主要表现为正电荷,其密度约为4.8×1010/cm2。三种不同衬底上50Ω共平面波导分别为直接制备于高阻硅上、高阻硅氧化层上、去除信号线与地线间的高阻硅氧化层上。20GHz时,测得上述三种CPW的微波传输损耗分别为-0.88dB、-2.50dB及-1.06dB,因此去除线间氧化层使得传输线损耗降低了1.44dB。此外还测试了高阻硅氧化层和除去线间氧化层的高阻硅氧化层上的两种CPW的传输损耗随外加偏压的变化。     

氮化感应致n-MOSFETs Si/SiO2界面应力的研究

本文借助氩离子（Ａｒ＾＋）背表面轰击技术研究不同氮化处理所导致的ｎ－ＭＯＳＦＥＴｓＳｉ／ＳｉＯ２界面附近剩余机械应力。结果表明：ＮＨ３氮化及Ｎ２Ｏ生长的氧化物－硅界央附近均存在较大的剩余应力,前者来自过多的界面氮结合,后者来自因为初始加速生长阶段。Ｎ２Ｏ氮化的氧化物表现出小得多的剩余应力,从而有优良的界面和体特性。