制备参数和退火对a—C：H膜光学性质的影响

本文主要研究了制备参数和退火对ａ－Ｃ：Ｈ膜的光学性质的影响。得到了样品的吸收系数、光学带隙和带尾宽度等反映ａ－Ｃ：Ｈ膜电子能带结构的物理参数。     

a－SiN∶H的退火处理及其对a－Si∶H TFT性能与可靠性的影响

研究了ａ－ＳｉＮ：Ｈ的退火行为及其作为栅介质使用时，退火对ａ－Ｓｉ：ＨＴＦＴ工作特性和可靠性的影响．实验事实表明，在３８０℃以下的退火处理使ａ－ＳｉＮ：Ｈ介电常数的变化呈单调上升趋势，对ａ－Ｓｉ：ＨＴＦＴ的工作特性和可靠性有明显的改善，温度进一步升高时，介电常数减小，ａ－Ｓｉ：ＨＴＦＴ特性变坏．     

a-Si∶H/Au/a-Si∶H膜的退火行为

Tsai等人发现180℃退火后在a-Si:H/Au薄膜内生成了雪花状结晶Si岛,类似的结果也被Hultman等人报导过。本文利用透射电子显微镜(TEM)研究了a-Si:H/Au/A-Si:H(10nm/30nm/10nm)三层膜的真空退火行为并对退火后形成的枝叉状晶化Si岛的结构和形成机理进行了研究和探讨。电镜观察结果表明,Au与Si在室温下形成一互混层,这可通过Au(111)衍射环分裂成d值为0.236和0.248nm的二个衍射环来证实。150℃热处理导致了Au_2Si这一亚稳相的生成。在200和250℃退火一小时后,膜中出现了枝叉状组织。图a显示了在250℃退火后样品中出现的一枝叉状组织的形貌,其内存在的大量弯曲消光条纹表明晶体快速生长在膜内造成了很大的应力状态。图b和c分别是图a中基体区和枝叉区的电子衍     

氩离子轰击对射频溅射法制备的a-SiC∶H膜退火形成6H-SiC的影响

本文对射频溅射法淀积的ａ－ＳｉＣ∶Ｈ膜热退火形成６Ｈ－ＳｉＣ相进行了研究．我们采用红外透射谱、喇曼背散射谱和Ｘ光衍射谱来研究退火形成６Ｈ－ＳｉＣ的过程．在较高的射频功率下淀积的ａ－ＳｉＣ∶Ｈ膜经８００℃６０分钟等时退火后转变为６Ｈ－ＳｉＣ相，该温度低于在低功率下制备的ａ－ＳｉＣ∶Ｈ形成６Ｈ－ＳｉＣ的温度（１０００℃）．高功率可导致６Ｈ－ＳｉＣ形成温度的降低与膜中硅及石墨团簇的消失，同时高能量的氩离子轰击可使膜中氢含量减少及各组分均相．通过改变射频功率，本文研究了氩离子轰击对ａ－ＳｉＣ∶Ｈ膜及形成６Ｈ－Ｓｉ     

nc-Si∶H薄膜的三阶非线性光学性质

用简并四波混频技术 (DFWM)研究了nc Si∶H薄膜的三阶非线性光学性质 ,观察到了这种纳米薄膜材料的位相共轭信号 ,测得晶态比为XC1 =15 %和XC2 =30 % 的二个样品在光波波长为 5 89nm处的三阶非线性极化率分别为 χ1(3 ) =3 8× 10 - 6 esu和 χ2(3 ) =4 3× 10 - 7esu ,并对其光学非线性产生机理作了探讨     

用逐层淀积法制备a－Si∶H薄膜

本文用逐层淀积法制备了ａ－Ｓｉ：Ｈ薄膜，研究了生长速率、子层厚度及氢等离子体处理对薄膜性质的影响，结果指出：不同条件下的氢等离子体处理不仅可以使淀积的样品发生从非晶到微晶的相变，而且可以使费米能级的位置向上或者向下移动，在较低的淀积速率及较小的子层厚度下淀积，并配合以适度的氢等离子体处理，可以得到具有较高光电灵敏度及稳定性的ａ－Ｓｉ：Ｈ薄膜。     

电子束退火对无定形硅光学性质的影响

对沉积在硅单晶衬底上的溅射无定形硅薄膜进行电子束退火,由椭圆偏振光谱法测量样品的光学性质,结果表明,在适当的退火条件下,无定形硅的光学性质发生了明显的变化,由无定形态逐渐向晶态转变。     

一种新型结构的a－SiN∶H／a－Si∶H多层雪崩光电二极管

本文提出一种新结构的多层膜异质结雪崩光电二极管（ＡＰＤ）──穿通沟道型（ＲｅａｃｈＴｈｒｏｕｇｈＶａｌｌｅｙ），对标志其性能的两个重要参数──倍增因子Ｍ和额外噪声因子Ｆ_ｅ做了定性分析，从理论上推导出Ｍ和Ｆ_ｅ的定量表达式，并详细讨论了此种结构中载流子输运的微观机制。通过对实验室制备的穿通沟道型ＡＰＤ的测试及对测试结果的分析，提出一种新模型──隧穿模型，由实验曲线计算Ｍ，当Ｖ_Ｒ＝－１３Ｖ时，Ｍ_ｅ＝５．８，额外噪声因子Ｆ_ｅ＝１．４８。     

氩离子轰击对射频溅射法制备的a—SiC：H膜退火形成6H—SiC的影响

本对射频溅射法沉积的ａ－ＳｉＣ：Ｈ膜热退火形成６Ｈ－ＳｉＣ相进行了研究。我们采用红外透射谱、喇曼背散射谱和Ｘ光衍射谱来研究退火形成６Ｈ－ＳｉＣ的过程。在较高的射频功率下沉积的ａ－ＳｉＣ：Ｈ膜经８００℃６０分钟等时退火后转变为６Ｈ－ＳｉＣ相，该温度低于在低功率下制备的ａ－ＳｉＣ：Ｈ形成６Ｈ－ＳｉＣ（１０００℃）。高功率可导致６Ｈ－ＳｉＣ形成温度的降低与膜中硅及石墨团簇的消失，同时高能量的氩离子轰击     

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。     

辉光放电和低压化学气相淀积制备的α-SiN_x∶H薄膜的光学性质

氮化硅作为半导体器件的钝化膜,在半导体工业中有广泛的应用。我们通过SiCl_4、N_2、H_2混合气体的辉光放电(GD)和SiCl_4、NH_3混合气体的低压化学气相淀积(LPCVD)制备了一系列α-SiN_x:H薄膜,对其折射率、吸收边和光学带隙、红外吸收光谱和喇曼光谱进行了初步实验。用干涉显微镜和椭圆偏振仪分别测量了薄膜的厚度,其范围在5000～6000(?)左右。折     

a－S1∶H CCD的转移特性分析

本文从ａ—Ｓｉ∶Ｈ的材料特性出发，采用更为精确的ａ—Ｓｉ∶Ｈ带隙态分布模型计算了ａ—Ｓｉ∶ＨＣＣＤ的转移特性，得出了ａ—Ｓｉ∶Ｈ材料参数对ａ—Ｓｉ∶ＨＣＣＤ的动态特性影响的数值分析结果．理论结果表明，ａ—Ｓｉ∶Ｈ材料带隙中的局域态分布对ａ—Ｓｉ∶ＨＣＣＤ的转移特性有非常大的影响．而且在高频下，ａ－Ｓｉ∶Ｈ中的带尾态对ａ—Ｓｉ∶ＨＣＣＤ转移特性的影响比深局域态要大．     

制备参数和后处理对ZnO薄膜光学性质的影响

采用脉冲激光沉积技术在不同生长气氛氧压(10-3pa1、0-2Pa、10-1Pa、1Pa、10Pa)和生长衬底温度(250~600℃)下制备了高度c轴取向的ZnO薄膜。光致发光(PL)光谱表明,氧压和衬底温度对ZnO的光学性质有重要影响。制备紫外(UV)发射强的ZnO薄膜,要综合考虑氧压和衬底温度两个参数,衬底温度升高,氧气氛压强要相应升高。进一步研究表明,在化学配比失衡的情况下,升高衬底温度和退火会在ZnO中产生缺陷和杂质束缚电子态,束缚电子态引起的晶格弛豫使局域电子态发生多声子无辐射跃迁,ZnO深能级发射由辐射复合变为无辐射复合。     

膜厚对氧化钒薄膜结构和光学性质的影响

利用真空热蒸发在石英基片上制备了不同厚度的氧化钒薄膜, 研究厚度对薄膜的结构、形貌和光学特性的影响。薄膜的结构由X射线衍射(XRD)仪和拉曼(Raman)光谱仪测得, 表面形貌用原子力显微镜(AFM)观测。利用分光光度计测量薄膜的光学透射率, 并且采用Forouhi-Bloomer模型与修正的德鲁德(Drude)自由电子模型相结合的方法拟合透射率来确定薄膜的折射率、消光系数和带隙。结果表明, 热蒸发的氧化钒薄膜呈非晶态, 薄膜的主要成分为五氧化二钒, 且含有少量的二氧化钒。薄膜表面的颗粒粘结在一起, 随着薄膜厚度的增加, 薄膜表面粗糙度以及颗粒尺寸变小, 膜层表面平整度越来越好, 颗粒之间的空隙变小, 导致折射率随膜厚的增加而增大, 消光系数减小。另外, 随着薄膜厚度从200 nm增加到450 nm, 光学带隙从2.67 eV减小到2.45 eV。     

高温H2退火对Yb∶YAG晶体光谱性能的影响

研究了不同掺杂浓度的Yb∶YAG晶体氢气退火前后的色心吸收 ,发现随着Yb2 O3 浓度的增加 ,色心浓度并不增加。测量了退火前后不同浓度晶体的荧光光谱和荧光寿命 ,指出低浓度掺杂时 ,色心对发光强度和荧光寿命没有猝灭作用 ,只有在掺杂浓度大于 1 0at. %时 ,色心吸收的加强对发光强度和荧光寿命才有明显猝灭作用     

a-SiO_x∶H/a-SiO_y∶H多层薄膜微结构的退火行为

采用 PECVD技术在 P型硅衬底上制备了 a- Si Ox∶ H/a- Si Oy∶ H多层薄膜 ,利用 AES和 TEM技术研究了这种薄膜微结构的退火行为 .结果表明 :a- Si Ox∶ H/a- Si Oy∶ H多层薄膜经退火处理形成 nc- Si/Si O2 多层量子点复合膜 ,膜层具有清晰完整的结构界面 .纳米硅嵌埋颗粒呈多晶结构 ,颗粒大小随退火温度升高而增大 .在一定的实验条件下 ,样品在 650℃下退火可形成尺寸大小合适的纳米硅颗粒 .初步分析了这种多层复合膜形成的机理     

退火对6H-SiC晶体的光学性质及光致发光的影响

利用双光束分光光度计对高温退火前后的掺氮和未掺杂6H-SiC晶体的透射及反射谱进行了分析,发现无论退火前后,两种SiC晶体在紫外区均存在强烈的吸收.在可见和近红外区,尤其是未掺杂SiC样品具有很高的透射率,退火后,两种样品的透射率均明显提高.利用荧光分光光度计研究了退火前后样品的光致发光特性,结果表明:在390 nm Xe灯激发下.两种样品在417 nm和436 nm处均可观察到蓝光发射,417 nm处的发光归结于C簇的发光,436 nm处的发光机理为从晶粒的核心激发载流子转移到晶粒表面,并与其上的发光中心辐射复合;同时,掺氮SiC在575 nm处还存在发光峰,为氮掺入后引起的非晶SiC的发光,在325 nm Xe灯激发下,525 nm处存在发光峰,其详细发光机制有待进一步研究.     

原位退火对HVPE生长的GaN外延层光学性质和结构的影响

研究了原位退火对用氢化物外延方法在(0001)面蓝宝石衬底上生长的氮化镓(GaN)外延薄膜的结构和光学性能的影响.测试表明,氨气气氛下在生长温度进行的原位退火,明显提高了GaN外延膜的质量.X射线衍射(XRD)分析表明,随着原位退火时间的增加,(0002)面和(1012)面摇摆曲线的半峰宽逐渐变窄.喇曼散射谱显示样品退火后E2(high)峰位向低频区移动;随着退火时间的延长,趋向于块状GaN的峰位.可见,原位退火使GaN外延膜中的双轴应力明显减少.光致发光的测试结果与XRD和喇曼散射谱的结论一致.表明原位退火能有效提高GaN外延膜的结构和光学性能.     

原位退火对HVPE生长的GaN外延层光学性质和结构的影响

研究了原位退火对用氢化物外延方法在(0001)面蓝宝石衬底上生长的氮化镓(GaN)外延薄膜的结构和光学性能的影响.测试表明,氨气气氛下在生长温度进行的原位退火,明显提高了GaN外延膜的质量.X射线衍射(XRD)分析表明,随着原位退火时间的增加,(0002)面和(1012)面摇摆曲线的半峰宽逐渐变窄.喇曼散射谱显示样品退火后E2(high)峰位向低频区移动;随着退火时间的延长,趋向于块状GaN的峰位.可见,原位退火使GaN外延膜中的双轴应力明显减少.光致发光的测试结果与XRD和喇曼散射谱的结论一致.表明原位退火能有效提高GaN外延膜的结构和光学性能.