分层溅射法制备晶向可控的Mg2Si薄膜

采用分层溅射法在石英衬底上制备了结晶良好的Mg2Si多晶薄膜.当Si膜的溅射时间均为25min、Mg膜的溅射时间为18～22 min、退火温度为375℃时,随着膜厚增加,Mg2Si薄膜的织构由(311)向(220)转变;退火温度为400℃时,薄膜的最强衍射峰均为Mg2Si(220).所有样品均在256 cm1附近出现了...     

Mg2Si薄膜在Si(100)衬底上的外延生长研究

采用直流磁控溅射系统,在Si(100)衬底上制备了外延Mg2Si半导体薄膜。通过XRD和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对Mg2Si薄膜的晶体结构和表面形貌进行表征,理论分析了Mg2Si薄膜的消光特性对Mg2Si薄膜外延取向的影响,得到了Mg2Si薄膜的外延取向特性。结果表明,在Si(100)衬底上,外延Mg2Si薄膜具有Mg2Si(220)的择优生长特性。     

功率参数对光电薄膜Mg2Si择优取向的影响

采用射频磁控溅射设备,在硅(111)衬底上制备了光电半导体薄膜Mg2Si。通过X线衍射仪(XRD)和场致发射扫描电子显微镜(FESEM)对Mg2Si的晶体结构和微观形貌进行了表征,研究了功率参数对光电半导体薄膜Mg2Si外延择优取向的影响。结果表明,在60~90 W的溅射功率范围内,硅基外延Mg2Si具有Mg2Si(220)的外延择优生长特性,且随着溅射功率的增加Mg2Si(220)晶面的衍射峰强度先增大后减小,在70 W溅射功率下Mg2Si(220)晶面的衍射峰强度最强。     

Al掺杂半导体Mg2Si薄膜的制备及电学性质

采用磁控溅射方法和热处理工艺在Si衬底上制备了不同Al质量分数的Mg2Si薄膜,研究了不同Al质量分数对Mg2Si薄膜结构及其电学性质的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪对Al掺杂Mg2Si薄膜的晶体结构、表面形貌和电学性质进行表征和分析.结果表明:采用磁控溅射技术在Si衬底上成功制备了不同Al质量分数的Mg2Si薄膜,样品表面表现出良好的连续性,在Mg2Si (220)面具有择优生长性.随着质量分数的增加,结晶度先增加后降低,晶粒尺寸减小,且在Al质量分数为1.58％时结晶度最好.此外,样品电阻率也随着Al质量分数的增加逐渐降低,表明Al掺杂后的Mg2Si薄膜具有更好的导电性,这对采用Mg2Si薄膜研制半导体器件有着重要的意义.     

Mg膜厚度对Mg2Si半导体薄膜结构及方块电阻的影响

采用射频磁控溅射系统和热处理系统制备了Mg2Si半导体薄膜.首先在Si衬底上溅射不同厚度的Mg膜,然后在真空退火炉中进行低真空热处理4h制备一系列Mg2Si半导体薄膜.采用台阶仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对Mg2Si薄膜样品的结构、表面形貌、剖面进行表征,研究了Mg膜厚度对Mg2Si半导体薄膜生成的影响.结果表明,在Si衬底上制备出以Mg2Si (220)为主的单一相Mg2Si薄膜,且Mg2Si (220)的衍射峰强度随着Mg膜厚度的增加先增大后减小,Mg膜为2.52 μm时,制备的Mg2Si薄膜表现出了良好的结晶度和平整度.最后,研究了Mg膜厚度对Mg2Si薄膜方块电阻的影响.     

溅射功率对In2S3薄膜结构及其性能的影响

采用磁控溅射法,在玻璃基底上一步沉积In2S3薄膜.研究了溅射功率对In2S3薄膜的成分、结构、表面形貌和光电性能的影响.结果表明:所制备的所有薄膜均为β-In2S3,无杂相存在,且具有(222)面择优生长特性.溅射功率对薄膜的成分、厚度和结晶度具有明显的影响,并因此影响薄膜的光学和电学性能.薄膜在100 W沉积时最接近化学计量比,薄膜的透过率随着溅射功率增大在500 nm波段附近显著提高,禁带宽度达到2.45 eV,同时电流密度增大两个数量级.     

溅射功率对HfO2薄膜结构及电学性能的影响北大核心CSCD

采用射频磁控溅射法分别在不同溅射功率下制备了Hf O2薄膜,基于该组薄膜实现了金属-绝缘体-金属(MIM)电容器原型器件。采用Raman、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱学(XPS)和电学测试仪等分析手段,研究了溅射功率对薄膜微结构和电学特性的影响。测试结果表明,随着溅射功率的增加,HfO_2薄膜由无定形态向单斜晶相转化、颗粒尺寸逐渐增大、Hf—O键结合度增强,由于提高溅射功率导致了薄膜晶化、团簇和Hf—O结合能减小,使MIM电容器击穿电压降低,漏电流呈现先降后增。结果表明溅射功率为150 W时,HfO_2薄膜获得较好的电学性能。     

衬底负偏压及溅射功率对SiO_2/Cu薄膜形貌的影响

采用射频磁控溅射镀膜技术,分别以不同的衬底负偏压和射频溅射功率下在p型Si(100)基片上制备了SiO2/Cu薄膜。用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行扫描分析,实验结果表明,衬底负偏压和射频溅射功率对SiO2/Cu薄膜的表面形貌都有显著的影响。衬底负偏压在0～15 V内,薄膜表面颗粒尺寸和均方根粗糙度都随着衬底负偏压的增大呈减小的趋势,而溅射功率在100～200 W内,薄膜表面颗粒尺寸和均方根粗糙度都随溅射功率的升高呈增大的趋势。成膜初期是层状生长模式,后期为岛状生长模式,整个成膜过程是典型的层岛生长模式。     

功率对制备β-FeSi2薄膜的影响

利用磁控溅射方法,溅射室背底真空优于2.0×10-5 Pa,采用不同的功率在Si(100)(电阻率为7~13 Ωcm)衬底上沉积一层铁薄膜(150~330 nm),然后在900 ℃,15 h背底真空条件下(4×10-4 Pa)退火,形成了β-FeSi2。采用扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌结构进行表征,并采用X射线衍射仪(XRD)对其进行了晶体的结构分析,当溅射功率为70~100 W时,主要衍射峰来自β-FeSi2,但同时在2θ=45°处有较大的FeSi峰,在2θ=38°附近出现较大的Fe5Si3峰。研究结果表明,制备β-FeSi2薄膜的最佳溅射功率为110 W,在900 ℃退火15 h。     

射频磁控溅射ZnO薄膜的光致发光

用射频磁控溅射法在硅衬底上沉积出具有良好的择优取向的多晶 Zn O薄膜 .在室温下进行光致发光测量 ,观察到明显的紫光发射 (波长为 4 0 2 nm )和弱的紫外光发射 (波长为 384 nm ) .紫光发射源于氧空位浅施主能级到价带顶的电子跃迁 ;紫外光发射则源于导带与价带之间的电子跃迁 .随着光激发强度的增加 ,紫光发射强度超线性增强 ,且稍有蓝移 ,而紫外光发光强度则近似线性增加 .在氧气中高温退火后 ,薄膜结晶质量明显提高 ,紫光发射强度变弱 ,紫外光发射相对增强 .     

溅射时间对于Mg_2Si/Si异质结的影响

采用射频磁控溅射沉积并结合热处理制备Mg2Si/Si异质结,研究了溅射时间对Mg2Si/Si异质结的结构以及电阻率的影响。首先在P型Si衬底沉积不同厚度的Mg膜,然后进行低真空热处理,制备不同厚度的Mg2Si/Si异质结。通过XRD、SEM对Mg2Si/Si异质结中Mg2Si的晶体结构、异质结表面和剖面形貌进行分析,结果表明:制备了单一相Mg2Si薄膜,Mg2Si(220)衍射峰最强,异质结界面平整。通过四探针仪测量电阻率进行分析,发现电阻率随Mg2Si膜厚的增加而减小。     

射频磁控溅射ZnO薄膜的光致发光

用射频磁控溅射法在硅衬底上沉积出具有良好的择优取向的多晶ZnO薄膜.在室温下进行光致发光测量,观察到明显的紫光发射(波长为402nm)和弱的紫外光发射 (波长为384nm).紫光发射源于氧空位浅施主能级到价带顶的电子跃迁;紫外光发射则源于导带与价带之间的电子跃迁.随着光激发强度的增加,紫光发射强度超线性增强,且稍有蓝移,而紫外光发光强度则近似线性增加.在氧气中高温退火后,薄膜结晶质量明显提高,紫光发射强度变弱,紫外光发射相对增强.     

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.     

射频溅射功率对非晶Zn-Sn-O薄膜性能的影响

使用射频磁控溅射法,基于不同溅射功率(58、79、116、148和171W)条件在玻璃基底上室温制备了Zn-Sn-O(ZTO)薄膜,并探讨了溅射功率对薄膜的结构、电学性能和光学性能的影响。结果表明,提高溅射功率有助于提升薄膜的沉积速率;XRD分析表明不同溅射功率条件下制备的ZTO薄膜均具备稳定的非晶结构;随着溅射功率的增加,薄膜的电阻率下降,光学吸收边“红移”(光学禁带宽度从3.77eV减小到3.62eV);整体来看,在58~148W溅射功率范围内制备的ZTO薄膜具备较好的可见光透明性,其在380~780nm可见光范围内的平均透过率均超过85%。