APCVD制备氮化硅薄膜的微观结构

以ＳｉＨ４和ＮＨ３作为反应气体,用常压化学气相沉积（ＡＰＣＶＤ）法在平板玻璃表面制备出了氮化硅薄膜,研究氮化硅薄膜的形貌和微观结构,研究结果表明：在６６０℃温度所获得的氮化硅薄膜为非晶态,氮化硅薄膜与平板玻璃基板之间的界有熔焊现象,结合牢固。     

盐酸蒸气处理对酞菁氧钛薄膜的影响

用HC1蒸气对真空蒸发沉积的酞菁氧钛薄膜进行了处理 ,并用UV Vis吸收谱、X射线光电子能谱 (XPS)和X射线衍射 (XRD)进行了分析。吸收谱结果表明HC1与酞菁氧钛蒸气作用后产生一个新的吸收峰 ,峰值位于 82 0nm附近。此峰的出现使得酞菁氧钛光吸收带 (Q带 )加宽进入红外波段。光电子谱分析表明酞菁氧钛薄膜的成分发生了变化 ,其中Cl和O的含量随HC1蒸气处理时间的增加而增加 ,而N和Ti的含量随HC1蒸气处理时间的增加而减小 ,说明HC1蒸气可与真空蒸发沉积的酞菁氧钛薄膜发生作用。XRD测试结果表明 ,经HC1蒸气处理后的酞菁氧钛薄膜的衍射谱中出现了若干新的衍射峰 ,表明酞菁氧钛分子的排列结构也发生了变化     

常压化学气相沉积方法制备非晶硅薄膜及其光致发光性能研究

使用改进的常压化学气相沉积(APCVD)系统制备了非晶硅薄膜,测量了样品的光致发光特性,使用Raman光谱和X射线光电子能谱(XPS)谱测量了薄膜的微结构特征.样品在523 nm出现发光峰,Raman光谱和XPS谱表明制备的薄膜结构中存在富氧相和富硅相的分相现象,分析认为相界面的存在是产生发光的原因.Raman光谱分峰结果表明薄膜中存在纳米晶粒.     

物理气相沉积薄膜的界面与附着力

近十多年来,气相沉积技术发展十分迅速,无论在理论研究还是应用研究上都取得了丰硕的成果,尤其在PVD薄膜的附着力方面,研究十分活跃。本文根据有限的资料,初步归纳出在PVD过程中,膜/基附着力与基体表面活性密切相关;薄膜与基体之间也可以化学吸附形式结合,形成界面化合物;也可借助离子的轰击作用形成结合良好的扩散过渡层;膜/基界面之间不匹配将使附着力下降,可通过设置过渡层(梯度层)的方式加以解决。     

金属有机沉积法制备YBCO薄膜的研究进展

钇钡铜氧(YBCO)涂层导体因具有高临界转变温度(Tc)、高临界电流密度(Jc)和高不可逆场(Hirr)而成为最有应用前途的超导材料.但是,高昂的生产成本限制了YBCO带材的大规模应用.YBCO带材是在薄金属基带上通过外延生长的方法获得并具有良好结晶度和机械强度的超导涂层,而不是采用粉末套管法.金属有机沉积技术(MOD)是一种有效的超导层制备方法,与其他方法相比,它具有不需真空设备、可精确调节薄膜组分以及可实现批量生产等优点.因此,MOD在YBCO带材的生产中具有广阔的应用前景.传统MOD是以金属三氟乙酸盐(TFA)为原料,在热解过程中,TFA前驱体薄膜的热分解导致薄膜厚度急剧减小,薄膜内应力增加.为了避免薄膜龟裂,原始的热解时间需要10～20 h,漫长的热解时间不符合带材的低成本制备要求.因此,研究人员不断改进MOD工艺,在确保YBCO薄膜超导性能的同时大幅缩短了热处理时间.随着研究人员对MOD工艺的不断改善,MOD工艺经历了从传统三氟乙酸盐?金属有机沉积法(TFA?MOD)到低氟三氟乙酸盐?金属有机沉积法(LF?MOD),再到无氟?金属有机沉积法(FF?MOD)的发展变化.目前,通过调节FF?MOD结晶过程的温度和氧分压,YBCO薄膜的外延生长速率已经达到100 nm/s.此外,近年来通过缩小第二相纳米颗粒尺寸来提高YBCO薄膜磁通钉扎性能的研究取得了长足进展.研究人员通过两步加热工艺和制备纳米颗粒的胶体溶液,成功将第二相纳米颗粒的尺寸减小到10～15 nm,Jc(77 K,1 T)从0.1 MA/cm2增大到0.45 MA/cm2.本文按照金属有机沉积法制备YBCO薄膜的发展路径综述了TFA?MOD、LF?MOD和FF?MOD的研究进展,并在此基础上对近年来化学溶液法制备长带和提高YBCO薄膜磁通钉扎性能的主要研究进行了综述和展望.     

PVD法制备TiN涂层界面特征与摩擦磨损性能

采用物理气相沉积法在Cr12MoV钢基体上制备了TiN涂层,利用扫描电镜、能量色散谱、X射线衍射和轮廓仪对涂层形貌特征、化学元素、物相组成和表面粗糙度进行了表征,用划痕法测试其结合强度,并分析划痕法涂层失效过程.通过往复磨损试验考察了其摩擦磨损性能,对涂层磨损机理进行了讨论.结果表明,TiN涂层主要组成相为TiN,试样表面粗糙度Ra值为328.91nm,涂层表面显微硬度达到2100 ～ 2200 HV;涂层厚度约为5μm,与基材之间存在一定的混合界面,其界面结合强度为28.85 N;在干滑动磨损实验条件下摩擦系数为0.45～0.52,涂层具有优异的耐磨性,其磨损机制主要为磨粒磨损.     

离子束增强沉积TiN薄膜的研究

利用多功能离子束增强沉积设备，采用三种不同工艺方法制备TiN薄膜，并对制备的TiN薄膜进行了AES，XPS，XRD，RBS和TEM等分析。结果表明：所制备的薄膜都有很好均匀性，TiN薄膜处在压应力状态；在溅射沉积的同时，在0～20keV范围内，N 和Ar 离子的轰击使得TiN薄膜的生长呈现不同择优取向；随着N 离子轰击能量的增加，制备的TiN薄膜的晶粒增大。     

PLD生长的ZnO薄膜的微结构及其发光特性研究

在不同的衬底温度下，通过脉冲激光淀积（PLD）方法在Si衬底上生长出c轴高度取向的ZnO薄膜。ZnO薄膜的结构分别通过X射线衍射（XRD）和广延X射线吸收精细结构（EXAFS）来表征，而表面成份和化学态则通过X射线光电子能谱来研究。利用光致发光（PL）来研究样品的发光特性。XRD结果和EXAFS结果都表明了500℃时生长的ZnO薄膜的结晶性比300℃时生长的要好。EXAFS结果和XPS结果显示，300℃时生长的ZnO薄膜处于富氧状态，而500℃时生长的则处于缺氧状态。结合XRD谱、EXAFS谱、XPS谱和PL谱的结果可以看到：随着ZnO薄膜的结晶性变好，它的紫外发光增强；另一方面，随着ZnO薄膜中O的含量减少，绿光发射变强。我们的结果表明绿光发射与ZnO中氧空位（V0）有关。     

CVD金刚石形核的研究

在钢渗铬层和硅片上进行了化学气相沉积金刚石膜,发现在渗铬层上形成的金刚石膜以球形金刚石为主;用高倍扫描电子显微镜分析显示,渗铬层上的球形金刚石是由大量二次晶核长大的微晶金刚石和非晶碳组成.     

溶胶-凝胶提拉法制备ZnO薄膜及其性能研究

采用溶胶-凝胶提拉法在石英玻璃衬底上生长了ZnO薄膜.对薄膜的XRD分析表明ZnO薄膜为纤锌矿结构并沿c轴择优取向生长.透射光谱表明薄膜的禁带宽度为3.28eV,与ZnO体材料的禁带宽度3.30eV基本相同.用荧光光谱分析了经过400～600℃热处理获得的ZnO薄膜,结果表明ZnO薄膜在室温下可获得较强的紫外带边发射.适当选择热处理温度可以获得无可见波段发射的ZnO薄膜.     

CVD金刚石薄膜的介电性能研究

对直流电弧等离子体ＣＶＤ制备的金刚石薄膜的介电性能进行了研究,结果表明,金刚石薄膜的介电性能主要取决于样品的多昌性质以及表面和晶界处的非金刚石相和杂质成分。     

“冷”“热”沉积的Ag-BaO薄膜在红外超短脉冲激光作用下光电发射的比较

“冷”、“热”沉积不同制各方式得到Ag－BaO薄膜的光电发射性能显示出不同的特点。在0．53μm超短光脉冲作用下，这两种薄膜的光电发射没有显著差别；在1．06μm超短红外光脉冲作用下的光电发射却表现出较大的差异。实验研究表明：两种制各方式获得的样品在红外超短脉冲激光作用下均为双光子光电发射，但“热沉积”样品比“冷沉积”样品的光电发射量子产额高1个多数量级，前者为5．8×10-7，后者为2．1×10－8。     

ECR-RF双功率源等离子体化学气相沉积制备类金刚石薄膜的研究

利用微波ECR加射频功率源等离子体化学气相沉积技术,以CH4为碳源气体,Ar气为稀释气体,在硅片(100)上制备了类金刚石薄膜.Raman光谱证实了薄膜的类金刚石特性;傅立叶变换红外光谱表明薄膜中存在明显的C-H键结构.采用AFM观察了表面形貌,均方根粗糙度大约为1.489nm,表明薄膜表面比较光滑.最后对其进行了摩擦性能测试,薄膜的平均摩擦系数为0.102.     

PLD法制备氧化锌薄膜生长机制及发光特性的研究

利用PLD法在Si衬底上成功地制备了具有较好C轴择优取向生长的ZnO薄膜,从样品的XRD谱可以看出在环境氧压为20Pa,衬底温度为700℃时生长的样品的XPD谱(002)峰半高宽较窄,膜的结晶程度最好.不同的衬底温度下膜的生长机制也不一样,主要有:V-L-S机制和V-S机制.样品室温下的PL谱显示所有样品均出现UV发射和可见光区蓝绿光发射,而蓝绿光发射强度随氧压的增大而增强,表明样品的蓝绿光发射来源于样品中的受主缺陷.     

Thin Films of Molecular Materials Grown on Silicon Substrates by Chemical Vapor Deposition and Electrodeposition

Chemical vapor deposition (CVD) and electrodeposition (ED) were applied to grow thin films of molecule-based magnets and conductors. Chemical vapor deposited films are illustrated by the M(TCNE) _x (M = V, Cr, Nb, Mo) magnet series. V(TCNE) _x and Cr(TCNE) _x are room-temperature magnets. XANES/EXAFS studies on the air-stable Cr(TCNE) _x have been performed to determine the chemical environment of the chromium within the polymeric network. Electrodeposition on a silicon working electrode was applied to process thin films of numerous molecule-based conductors, namely, nonintegral oxidation state compounds, charge transfer complexes, and single-component molecular conductors. Among the series of conductive thin films, TTF[Ni(dmit₂)]₂ and Ni(tmdt)₂ exhibit a metal-like behavior.     

溶液pH对液相沉积氢氧化镍薄膜的影响

采用液相沉积法在不同pH值溶液中制备了多孔氢氧化镍(Ni(OH)₂)薄膜. 当溶液pH值在7.5～8.8之间变化时, 能在基片上形成均匀连续的由Ni(OH)₂纳米棒搭接组成的多孔薄膜, 主要晶型为β-Ni(OH)₂. 溶液pH值的微小变化会引起薄膜中棒状Ni(OH)₂尺寸的显著改变: 当pH=7.5时, Ni(OH)₂纳米棒的长度约为80nm, 直径约为50nm; 当pH=7.8时, Ni(OH)₂纳米棒的长度增大到180nm, 直径约为60nm; 当pH=8.0时, Ni(OH)₂纳米棒的长度显著增大约为300nm, 直径约为70nm. 然而, 当pH=8.3时, Ni(OH)₂纳米棒的长度减小约为230nm, 直径约为80nm; 当pH=8.8时, 纳米棒长度迅速减小约为110nm, 直径减小约为55nm. 结合Ni(OH)₂成核、生长过程和β-Ni(OH)₂晶体结构特点讨论了溶液pH值对Ni(OH)₂薄膜微观形态的影响机制.     

旋转涂覆法制备硅基多孔低k薄膜材料的研究进展

详细介绍了目前采用旋转涂覆(Spin-on deposition)法制备硅基多孔低k薄膜材料(MSQ及HSD)的方法及技术,其次介绍了用FTIR对低介电MSQ及HSQ薄膜的结构的分析,最后指出了等离子体处理对薄膜表面改性研究的主要进展以及存在的问题和今后的研究方向.     

低压CVD氮化硅薄膜的沉积速率和表面形貌

以三氯硅烷(TCS)和氨气分别作为低压化学气相沉积(LPCVD)氮化硅薄膜(SiN_x)的硅源和氮源,以高纯氮气为载气,在热壁型管式反应炉中,借助椭圆偏振仪和原子力显微镜,系统考察了工作总压力、反应温度、气体原料组成等工艺因素对SiN_x薄膜沉积速率和表面形貌的影响.结果表明:随着工作压力的增大,SiN_x薄膜的沉积速率逐渐增加,并产生一个峰值.随着原料气中NH³/TCS流量比值的增大,SiN_x薄膜的沉积速率逐渐增加,随后逐步稳定.随着反应温度的升高,沉积速率逐渐增加,在830℃附近达到最大,随着反应温度的进一步升高,由于反应物的热分解反应迅速加剧,使得SiN_x薄膜的沉积速率急剧降低.在730-830℃的温度范围内,沉积SiN_x薄膜的反应表观活化能约为171kJ/mol.在适当的工艺条件下,制备的SiNx薄膜均匀、平整.较低的薄膜沉积速率有助于提高薄膜的均匀性,降低薄膜的表面粗糙度.