离子辅助淀积防护介质膜

实验淀积膜所用设备的结构图示于图1。由扩散泵浦真空系统产生的基本压力为10~(-4)Pa。用电子束蒸发器淀积薄膜。25mm直径BK7抛光玻璃试验衬底装在蒸发料源上方420mm处,可用Kanfman离子枪以34°入射再辐照。膜淀积的光学控制是由透射或反射光完成。采用离子束进行辅助淀积的所有试样,所用氩离子能量为700eV,离子束电流密度为150mAm(-2)(像法拉弟帽所测的那样)。并设想将离子束能量或电流最佳化。通过淀积光透过率约为5％的对溶剂灵敏的银和铝膜来制备试样(这透过率对     

含氢硬碳膜的射频等离子体淀积

本文介绍在电容耦合射频放电中用碳氢化合物、如CH_4、C_2H_4及C_6H_6来制备硬碳膜。这种硬碳膜呈电绝缘(电阻率为10~(12)Ωcm),透红外,很硬(克氏硬度为1400kp/mm~2),折射率为1.8～2.0,可淀积于玻璃、石英、硅、锗、SiC、GaAs、Gd_3Ga_5O_(12)上,淀积速率很高(1000/min)。锗衬底上的这种单层膜在10.6μm处的反射小于0.2％。     

溅射Cd_xHg_(1-x)Te外延层上的32×32平面红外光伏镶嵌列阵

用溅射淀积方法,温度在250～300℃之间,人们已成功地在(111)CdTe衬底上生长出n型Cd_xHg_(1-x)Te外延层。外延层的厚度为10～30微米,其淀积速率通常取为2微米/小时。Cd组分为0.34的Cd_xHg_(1-x)Te外延层的典型电子浓度约为2×10~(16)厘米~(-3),在77K温度下,其霍尔迁移率为20000厘米~2伏~(-1)秒~(-1)。经退火后,该膜层可转变成P型。本文首次报导在溅射层衬底上制备的背照射32×32平面红外光伏镶嵌列阵的特性。这种列阵的混合结构已经制成,并且进行了评价,已获得的初步结果表明,这种镶嵌结构完全适用于混合式焦平面。     

薄膜的离子束辅助淀积及离子轰击后处理工艺研究

本文详述了离子束辅助淀积薄膜及离子轰击后处理薄膜的工艺装置。用新一代的离子源系统作为离子轰击源,e型电子枪为膜料的热蒸发源。首先进行离子辅助淀积工艺研究。用离子辅助淀积和常规淀积方法制备ZnS/MgF_215层(HL)~4(LH)~4单半波窄带滤光片。两种样品镀制后立即进行测试其曲线和放置18天后     

离子辅助淀积光学薄膜:低能和高能离子的轰击

研究了在光学元件上的氧离子辅助淀积SiO_2和TiO_2膜层与离子能量(30-500电子伏特)和离子流密度(0-300微安/厘米~2)的关系。证实了低能和高能离子轰击场能改善SiO_2膜的化学配比,而在低能情况其改善略为大些。对于TiO_2膜,低能轰击能改善化学配比,而高能轰击反而导致明显不利。在高能离子辅助淀积的SiO_2薄膜中氢含量减少到1/10。在低温基片上(50-100℃)制备了牢固的膜层。讨论了膜层的内应力特性。     

离子注入对LPCVD淀积非晶硅固相外延的影响

应用高剂量(5×10~(15)/cm~2)的Si~+、P~+离子注入,成功地实现了LPCVD淀积在硅衬底上的非晶硅薄膜的固相外延。本文还研究了Si~+、P~+注入对低压气相淀积非晶硅薄膜固相外延的影响。实验发现,~(31)P~+能加速固相外延的速率,改善再结晶膜的质量,并能抑制SiO_2衬底上的成核,从而为固相生长绝缘衬底上的单晶薄膜(SOI)创造了条件。     

用阴极溅射法淀积的原生Cd_xHg_(1-x)Te外延层的结构和电学性质

采用汞蒸汽等离子体阴极溅射法,在一些CdTe衬底上(总面积为20厘米~2)同时生长了碲镉汞外延层。外延层和衬底之间的过渡区很窄(约80毫微米),沿外延层表面(4厘米~2)的组分变化小于±0.01CdTe克分子分数。在4K到300K之间测量了CdHgTe外延层的霍耳系数。在77K测量,对于在300℃淀积的外延层(Cd组分为0.20克分子分数),得到的结果为:n大约等于5×10~(16)厘米~(-3);霍耳迁移率为12000厘米~2/伏·秒。对于在250℃淀积的外延层的结果为:p=1×10~(17)厘米~(-3);霍耳迁移率为55厘米~2/伏·秒。     

钽薄膜淀积速率与阻挡效果的研究

在硅衬底上用不同淀积速率溅射得到了 60 nm厚钽薄膜作为铜布线工艺中的扩散阻挡层。样品在退火前后 ,用二次离子质谱仪 (SIMS)对钽膜的阻挡效果进行鉴定 ,原子力显微镜 (AFM)分析了钽薄膜的形貌结构。研究发现不同淀积速率制作的钽膜由于其结构的差异对铜硅互扩散有着不同的阻挡效果 ,并提出样品在退火时 ,薄膜晶粒的重结晶过程是导致阻挡层失效的重要因素之一     

封闭系统中Pb_xSn_(1-x)Te外延淀积在Pb_xSn_(1-x)Te基片上

在封闭系统中往Pb_(0.79)Sn_(0.21)Te(100)基片上淀积载流子浓度在10~(17)/厘米~3范围内的P型Pb_(.79)Sn_(0.21)Te外延膜,速率为1.5～3.0微米/小时。这些外延膜是在425～525℃下用符合化学计量或金属略多的料淀积的。淀积的n型膜夹杂着金属。膜的结构受基片缺陷、基片温度及装料组分的影响。制成了厚达100微米的膜。采用肖特基势垒工艺,在外延膜上做出了在77K下黑体探测度为10~(10)厘米赫~(1/2)/瓦的红外探测器阵列。     

用溅射淀积法外延生长优质Cd_xHg_(1-x)Te薄膜

采用汞蒸汽等离子体阴极溅射技术,已同时在几种CdTe衬底上(总面积为20cm~2)外延生长了Cd_xHg_(1-x)Te薄膜。薄膜在加热到310℃的衬底上生成,其淀积速率为0.6μm.h(总厚度≤30μm)。采用不同的实验方法对薄膜的结晶学特性进行了分析,这些方法包括:反射X-射线形貌、衍射分布图的半值宽度(FWHM)测量、透射电子显微镜分析(TEM)和卢瑟福反向散射分析(RBS)。TEM法,摆动曲线和RBS的结果揭示出薄膜具有很高的结晶学质量(外延层内的位错密度接近10~4cm~(-2))。在4K和300K之间测量了Cd_xHg_(1-x)Te外延层的霍耳系数。衬底温度为285℃时淀积的外延层(镉的组分为0.23,厚度16μm),在77K测量的结果是:载流子浓度n大约为2.7×10.(16)cm~(-3);霍耳迁移率为64000cm~2·V~(-1·S~(-1)。当镉的组分为0,31时(外延层厚度为18μm),则得到n=1.6×10~(16)cm~(-3);霍耳迁移率为16000cm~2·V~(-1)·S~(-1)。淀积出来的外延膜在双温区炉子内的汞气氛中退火后,其电学性质得到改善。n型外延膜的电子迁移率提高到接近用非最佳退火参量得到的体材料的水平。     

氨气预氮化制备超薄氮化硅薄膜及电学性能

为寻求制备性能良好的纳米厚度氮化硅(SiN_x)薄膜的方法,采用NH_3等离子体氮化、SiH_4/NH_3等离子增强化学淀积法及先氮化后淀积的方法制备了三种SiN_x薄膜,研究比较了三种薄膜的性质。用X射线光电子谱检测了NH_3等离子体氮化Si片得到的SiN_x薄膜的组分,利用椭圆偏振光谱仪测量薄膜厚度,估算了氮化速率。用NH_3和SiH_4作为反应气,分别在原始硅片和经过NH_3预氮化后的硅片上淀积厚度为5 nm、10 nm和50 nm的SiN_x薄膜。用电容-电压法研究了薄膜样品的电学性质,发现单纯用NH_3等离子体氮化的薄膜不适合做介质膜,而先用NH_3氮化再淀积SiN_x的样品比直接淀积SiN_x的样品界面性能明显改善,界面态密度降低到1～2×10~(11)eV~(-1) cm~(-2)。     

二氧化硅膜的减压淀积

我们在一个减压CVD反应器中,于700～750℃下用四乙氧基硅烷(TEOS)分解法,在硅衬底上淀积出了二氧化硅膜。淀积速率为200～300埃/分。在能装载100片的淀积区,淀积膜厚的均匀性优于1％。台阶覆盖性良好,缺陷密度很低,膜的应力是压应力而且很小。膜的折射率,红外质谱和密度与常压淀积的二氧化硅膜相同。系统中添加磷化物使淀积速率增加,膜厚的均匀性变坏。因此,这种反应并不能适用于淀积集成电路所用的掺磷二氧化硅膜;然而,对非掺杂的二氧化硅膜淀积工艺来说,这种反应似乎是一个很好的工艺过程。     

用于平面型Gunn畴雪崩器件的SiO_2低温淀积技术

<正> 制作平面Gunn畴雪崩器件的材料是在掺Cr的高阻GaAs衬底上汽相外延一层n-GaAs,其电子浓度为1×10~(15)～1×10~(18)cm~(-3),厚度为6～15μm,迁移率为4000～7500cm~2/V·s。在这样的材料上生长SiO_2,常压下,当衬底温度大于630℃时,由于As的升华,使GaAs的晶体完整性受到损坏,而在较低温度下(如420～450℃)淀积时,SiO_2常出现破裂或脱落现象。 GaAs的热膨胀系数为5.9×10~(-6)℃~(-1),而SiO_2为0.4×10~(-6)℃~1,相差一个数量级以上;此外,SiO_2的应力,300K时为1～6×10~3N/cm。实验表明,在GaAs上淀积的SiO_2厚度超过5000(?)时便产生破裂。而P_2O_5在GaAs上淀积1500(?),却未观察到裂纹,因为P_2O_5的热     

铜布线工艺中阻挡层钽膜的研究

从钽膜质量的角度研究了用溅射方法在硅衬底上得到的 60 nm钽膜对铜硅互扩散的阻挡效果 ,钽膜的质量通过对硅衬底的表面处理以及钽膜的淀积速率来控制。研究发现 ,适当的硅衬底表面处理对钽膜是否能产生良好的防扩散能力起着关键的作用。本研究还得到了能有效阻挡铜硅接触的钽膜的淀积速率。     

聚焦离子束辅助淀积的淀积速率模型

在 U.G.Meyer离子与表面吸附气体相互作用模型的基础上 ,提出了聚焦离子束辅助淀积的淀积速率模型 .该模型包含了淀积过程中淀积作用和溅射作用的共同影响 ,指出在一定的离子束电流和反应气体流量下 ,影响淀积速率的主要因素是离子束的照射时间和扫描周期 .模型的计算结果与实验结果比较取得了较好的吻合 ,说明该模型比较精确地反映了聚焦离子束辅助淀积的物理过程 .     

采用四乙基正硅酸盐的二氧化硅PECVD技术

本文介绍用四乙基正硅酸盐(TEOS)等离子体加速化学气相淀积SiO_2膜的试验研究情况。发现,当采用氧作氧化剂的时候,所产生的膜大约含有1个原子百分比浓度(a/o)的氮或碳。在反应中采用N_2O时,膜中氮浓度略有增加,达到2(a/o)。然而,在没有氧化剂的条件下,氮和碳浓度大致分别为18(a/o)和6(a/o)。膜的台阶覆盖(不考虑氧化剂)接近34％,与主要用硅烷的化学方法淀积的SiO_2膜所达到的10％相比较,有显著的改进。折射率、红外光谱和膜密度,似乎可表征淀积SiO_2膜的特征。TEOS-O_2膜的电特性产生大于6MV/cm的击穿电场,在1MV/cm下,漏电流密度为8×10~(-9)A/cm~2。具有同等厚度的热生长SiO_2的击穿电场和漏电流密度,分别为8MV/cm~2和2×10~(-9)A/cm~2。     

聚焦离子束辅助淀积的淀积速率模型

在U.G.Meyer离子与表面吸附气体相互作用模型的基础上,提出了聚焦离子束辅助淀积的淀积速率模型.该模型包含了淀积过程中淀积作用和溅射作用的共同影响,指出在一定的离子束电流和反应气体流量下,影响淀积速率的主要因素是离子束的照射时间和扫描周期.模型的计算结果与实验结果比较取得了较好的吻合,说明该模型比较精确地反映了聚焦离子束辅助淀积的物理过程.     

新的光学薄膜——类金刚石碳膜

众所周知,金刚石非常有用,但在某些工业领域里,比如半导体工业或光学工业中,需要金刚石薄膜。到目前为止,虽很少制得真正的金刚石薄膜,却也获得了很大的进展。采用等离子体淀积技术或离子束工艺已制备出了类金刚石的碳膜,这种碳膜也可称它为菱形碳膜或无定形碳膜。其电阻率可达10~(12)Ω·cm,折射率为1.9～2.0,在2～20μm间没有严重的吸收带,莫氏硬度达8级。用它作锗的增透膜,锗片厚度为1mm,在10.6μm处透射率可达93～95％。一、制备类金刚石碳膜的几种方法热分解淀积在低压下热分解烃气使碳沉     

生长速率对反应蒸发制备ITO薄膜光电性能的影响

用电阻加热反应蒸发的方法制备氧化铟锡(ITO)薄膜,测试了膜的电阻率、可见光透过率、载流子浓度和迁移率,讨论生长速率对薄膜光电性能的影响.并在衬底温度为160 ℃、反应压强为1.4×10-1 Pa的条件下,制得可见光范围平均透过率为93%、电阻率为4.7×10-4 Ω·cm的ITO透明导电薄膜.     

n-on-p锑化铟薄膜的液相外延生长

用水平开管液相外延技术在锑化铟衬底上用富铟锑化铟母液生长锑化铟薄膜材料,薄膜材料具有n-on-p结构,衬底为p型层,掺Ge,浓度1×10~(15)~5×10~(16) cm~(-3);薄膜为n型层,掺Te,薄膜面积20 cm×25 cm,厚度2~3μm,表面平整度±0.2μm,浓度1×10~(17)~5×10~(18) cm~(-3)。n-on-p锑化铟薄膜材料能满足制作的中波红外焦平面器件要求。