磁控溅射生长SiC薄膜的拉曼光谱研究

用射频磁控溅射法在Si(100)和玻璃衬底上制备出衬底温度分别为300,450,600℃的碳化硅薄膜,并对薄膜进行了拉曼光谱和原子力显微镜测试分析。结果表明,用溅射法在玻璃衬底上生长出微晶SiC(μc-SiC)薄膜和在Si(100)衬底上生长出立方碳化硅(β-SiC)薄膜。并且薄膜材料的结晶度随着衬底温度的升高而改善。     

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.     

磁控溅射技术制备织构化表面Al掺杂ZnO薄膜

以Zn-Al(Al:2wt.%)合金为溅射靶材,采用直流反应磁控溅射的方法,在普通玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜。通过对衬底温度的调制,在较高衬底温度下(～280℃),无需经过常规溅射后腐蚀工艺过程,即可获得表面形貌具有特征陷光结构的AZO薄膜,其表面呈现"类金字塔"状,粗糙度RMS=65.831nm。通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能,详细地研究了衬底温度对AZO薄膜性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试表明,所有样品均为多晶六角纤锌矿结构,薄膜呈(002)晶面择优生长,其表面形貌随衬底温度的不同而改变。衬底温度为200℃及其以上工艺条件下获得的AZO薄膜,在可见光及近红外范围的平均透过率大于90%,电阻率优于1.5×10-3Ωcm。     

制做集成电路芯片的工艺技术(二)

二、外延淀积1.外延工艺外延工艺是一种在衬底上生长同样结构晶体的高温化学工艺.为获得与基片材料“相似”的外延层,应满足以下条件:(a)衬底和淀积层的原子间距必须大致相等.(b)按预定的衬底晶向淀积.(c)提高衬底温度使源热分解,但又不使衬底分解或蒸发.     

营养治疗对门诊血液透析患者的作用

利用中频磁控反应溅射技术在玻璃衬底上制备氮化铝(AlN)薄膜,并经退火处理.利用X-衍射和原子力显微镜分析了AlN薄膜的结构及表面形貌.结果表明,衬底温度和退火工艺对AlN薄膜的结构和表面形貌有重要影响.研究表明,衬底温度为230 ℃时,AlN薄膜的表面粗糙度最小,退火能减小AlN薄膜表面粗糙度.     

不同衬底温度生长的La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3薄膜椭圆偏振光谱研究

采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同Si(100)衬底温度下制备了La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3(LSCO)导电金属氧化物薄膜.X射线衍射(XRD)分析表明,随着衬底温度升高LSCO薄膜的结晶质量增加,在650℃和700℃下制备的薄膜是具有单一钙钛矿结构的多晶薄膜.通过椭圆偏振光谱仪测量了400～1100nm波长范围内该导电金属氧化物薄膜的光学性质,采用双Lorentz振子色散关系及三相结构模型(Air/LSCO/Si)拟合获得了薄膜的光学常数.结果表明,薄膜的折射率随着衬底温度的升高而减小,然而在可见-近红外波长范围内消光系数随着衬底温度的升高而增大.这主要与薄膜的晶化质量和导电性能有密切的关系.     

衬底温度对ZnO纳米结构的影响

利用超声喷雾热解(USP)技术,以普通玻璃为衬底,制备了不同衬底温度下的系列ZnO薄膜.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了衬底温度对ZnO结构的影响.结果表明,薄膜的微观结构随衬底温度变化显著.在410℃获得了ZnO纳米棒,纳米棒直径在50 nm左右,沿c轴择优生长,结晶质量较好.     

衬底和退火温度对多晶硅薄膜结构及光学性质影响

通过射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术与退火处理制备多晶硅薄膜,研究了衬底和退火温度对所制薄膜的结构及光学性质的影响。本次试验最大的晶粒尺寸是在衬底温度为250℃获得,考虑薄膜表面的质量,最佳的退火温度为635℃,衬底温度为225℃,在玻璃衬底形成的晶粒大于50 nm,光学带隙为1.5 e V。结果表明:衬底温度影响着薄膜中氢含量以及相关的缺陷。随着退火温度的升高,晶化率的提高,光学带隙先减小后增大。     

喇曼光谱研究硅烷体积分数对Si薄膜结构影响

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在一定射频功率、衬底温度和气压下,在普通玻璃衬底上制备了不同硅烷体积分数的Si薄膜材料.使用喇曼光谱对薄膜材料的结构进行了研究.结果表明,随着硅烷体积分数的降低,Si薄膜沉积速率将会逐渐降低.当硅烷体积分数降到2%时,喇曼光谱检测到出现对应的晶体Si的吸收峰,而最初的非晶吸收峰位逐渐减弱.Si薄膜的结构实现了由非晶向微晶转变.随着硅烷体积分数进一步降低,结晶率不断提高,微晶比例进一步扩大.     

离子束能量和衬底温度对氧化钆结构的影响

利用双离子束沉积技术,在Si(100)衬底上制备了氧化钆薄膜.离子束能量在100～500eV范围内,衬底温度较低时薄膜为(402)择优取向的单斜结构,随着衬底温度的增加,择优取向转为(202)方向.当衬底温度是700℃时,出现了立方结构,这是由于离子束加热的作用,导致低温下出现单斜结构.XPS研究表明薄膜中存在氧缺陷,改进工艺条件可消除部分缺陷.     

离子束能量和衬底温度对氧化钆结构的影响

利用双离子束沉积技术,在Si(100)衬底上制备了氧化钆薄膜.离子束能量在100～500eV范围内,衬底温度较低时薄膜为(402)择优取向的单斜结构,随着衬底温度的增加,择优取向转为(202)方向.当衬底温度是700℃时,出现了立方结构,这是由于离子束加热的作用,导致低温下出现单斜结构.XPS研究表明薄膜中存在氧缺陷,改进工艺条件可消除部分缺陷.     

VHF-PECVD法制备微晶SiGe薄膜及太阳电池

以Si2H6和GeF4为源气体,用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术在不同衬底温度和功率条件下制备了SiGe薄膜材料.用喇曼光谱和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构进行了研究.结果表明:薄膜结构随温度的升高、功率的增大逐渐由非晶SiGe(a-SiGe)转变为微晶SiGe(μc-SiGe)材料.将这种材料应用于μc-SiGe薄膜太阳能电池中,电池结构为玻璃/SnO2/p-μc-Si/i-μc-SiGe/n-μc-Si/Al,首次获得效率η＝4.2%的μc-SiGe薄膜太阳能电池,开路电压Voc＝0.335 V,短路电流密度Jsc＝20.16 mA/cm2,填充因子FF＝41.938%.     

离子束能量和衬底温度对氧化钆结构的影响

利用双离子束沉积技术，在Si(100)衬底上制备了氧化钆薄膜. 离子束能量在100～500eV范围内，衬底温度较低时薄膜为(402)择优取向的单斜结构，随着衬底温度的增加，择优取向转为(202)方向. 当衬底温度是700℃时，出现了立方结构，这是由于离子束加热的作用，导致低温下出现单斜结构. XPS研究表明薄膜中存在氧缺陷，改进工艺条件可消除部分缺陷.     

一种具有衬底温度补偿功能的非制冷红外读出电路

针对非制冷红外探测器系统,设计了一种无需衬底温度稳定器——热电制冷器(TEC)的读出电路(ROIC)结构.首先分析了衬底温度对微测辐射热计的特性的影响,利用ROIC对衬底温度变化引起的微测辐射热计的特性的变化进行补偿,实现ROIC的输出信号与衬底无关.该ROIC已在0.5 μm CMOS工艺下成功流片,并应用了到阵列大小为320×240的非制冷微测辐射热计焦平面上.测试结果表明:在衬底温度变化20 K时,ROIC输出信号仅变化2 mV,实现了去除TEC后衬底温度补偿的功能,有效地降低了系统功耗.该ROIC在低功耗,小体积的非制冷红外探测器上有着广泛的应用.     

镀铜玻璃衬底上柱状多晶硅薄膜的制备

采用热丝化学气相沉积方法在镀铜玻璃衬底上制备了柱状多晶硅薄膜.使用XRD、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等测试手段研究了灯丝与衬底间距(5～10 mm)、灯丝温度(1 800～1 500℃)以及对应的衬底温度(在320～200℃变化)对多晶硅薄膜的微观形貌、结晶性及晶体学生长方向的影响规律.研究结果表明:在镀铜玻璃衬底上金属诱导生长的多晶硅薄膜具有较高的晶化率,较低的晶化温度,同时铜过渡层影响多晶硅薄膜的晶体学生长方向.     

RF-PECVD法制备高Ge含量微晶Si-Ge薄膜及太阳电池

采用射频等离子体增强化学气相沉积 (RF-PECVD) 技术,研究了衬底温度对高Ge 含量(≈50%)微晶Si-Ge(μc-SiGe:H)薄膜结构特性 和电学特性的影响。结 果表明:较低的衬底温度会抑制 μc-SiGe:H薄膜(220)晶向的择优生长;而当衬底温度过高 时,μc-SiGe:H薄膜的O含量和微 结构因子较大。在衬底温度为200℃时,获得了光电特性和结构特性 较优的高Ge含 量μc-SiGe:H薄膜。将优化好的μc-SiGe:H薄膜应用到电池中,在本征层 为600nm的情况下, 获得了转换效率为3.31%(J_sc=22.5mA/cm²,V_oc=0.32V,FF=0.46)的单结μc-Si Ge:H电池,电池在1100nm处的光谱响应 达5.49%。     

直流磁控溅射法制备非晶态氧化钒薄膜光学特性研究

研究了直流反应磁控溅射工艺中衬底温度对氧化钒(V2O5)薄膜性能的影响,利用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见光分光光度计(UV1700)分别对薄膜进行了表征.实验结果表明,除了组分和晶态,薄膜的形貌和光学性能受衬底温度的影响很大.随着衬底温度的升高,膜表面变得粗糙,膜厚减小.光学特性测试表明,当衬底温度从160℃升高到320 ℃,光学带隙从2.39 eV下降到2.18 eV.     

PLD法制备ZnO薄膜的退火特性和蓝光机制研究

通过脉冲激光沉积(PLD)方法,在O2中和100～500℃衬底温度下,用粉末靶在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜,在300℃温度下生长的薄膜在400～800℃温度和N2氛围中进行了退火处理,用X射线衍射(XRD)谱、原子力显微镜(AFM)和光致发光(PL)谱表征薄膜的结构和光学特性。XRD谱显示,在生长温度300℃时获得较好的复晶薄膜,在退火温度700℃时获得最好的六方结构的结晶薄膜;AFM显示,在此退火条件下,薄膜表面平整、晶粒均匀;PL谱结果显示,在700℃退火时有最好的光学特性。     

钡镓锗透明微晶玻璃的制备及性能

文中通过微晶化工艺制备出钡镓锗透明微晶玻璃,并研究了其透红外性能和力学性能。结果表明,810~910℃热处理0.5 h 时,钡镓锗微晶玻璃析出单一ZrO2 晶体。处理温度为830℃时,钡镓锗微晶玻璃中开始析出少量ZrO2 晶粒,尺寸约几个纳米;处理温度升到870℃时,平均晶粒尺寸为250 nm;晶化温度高于870℃时,晶粒数量显著增多,晶粒粗大,而且发生团聚现象。晶化温度为810~850℃时,可以获得透红外性能和力学性能兼顾的钡镓锗透明微晶玻璃;处理温度为870℃时,钡镓锗微晶玻璃的力学性能出现极值,但透红外性能降低;若继续升高处理温度,钡镓锗微晶玻璃的透红外性能和力学性能均下降。     

射频磁控溅射制备声表面波器件用ZnO薄膜

研究了采用射频磁控溅射法在SiO2/Si衬底上制备ZnO薄膜工艺中溅射功率、氧氩比(V(O2)/V(Ar))及衬底温度对ZnO薄膜结构的影响。利用X-射线衍射(XRD)和扫描力显微镜(AFM)对薄膜进行结构性能分析,表明其结构性能随工艺参数变化的规律。利用优化的工艺条件:射频功率60 W、V(O2)/V(Ar)为0.55和衬底温度350℃,在DLC/Si衬底上制备了ZnO薄膜,制作加工成声表面波滤波器件,测试分析了频率响应特性,中心频率为596.5 MHz。