大面积砷化镓的等离子体氧化及氧化层的AES和XPS分析

用高频辉光放电产生氧等离子体进行GaAs阳极氧化,直径40mm的晶片上可生长出均匀的无定形氧化膜,击穿电场强度±10~6V·cm~(-1),电阻率 10~(15)Q-cm,折射率1.83-1.85(λ=6328(A|°)). 根据AES-XPS的分析,刚生长的阳极氧化层,沿深度可分为三层,第一是缺砷层,靠近表面,厚度～100(A|°);第二层是中心区,组成几乎不随深度变化,Ga/As原子比1.2—1.6,用XPS发现此层的As为未氧化的砷和As_2O_3的砷,第三层是从氧化物到GaAs的过渡区,氧浓度开始下降,此层富砷,而且存在元素砷.在300℃氮氛下退火一小时,可得到过渡区变薄且组成匀一的层.     

光学薄膜中界面层和表面吸附层对相位延迟的影响

多层介质反射镜在非正入射的时候,两个不同的偏振态之间会产生不同的相移.根据空气与膜层、膜层之间的实际情况,建立了界面层和表面吸附层模型,并运用它分析相位延迟产生误差的原因.通过优化设计,入射角为 54°,在 1285~1345nm之间p,s波获得了 270±1°的相移,同时也使反射率在 99. 5%以上.用离子束溅射技术制备相位延迟膜,用分光光度计测试了光谱特性和用椭偏仪测试了相位特性,在相应波段获得了 262. 4±1. 8°的相移,同时也使反射率在 99. 6%以上.误差的主要来源是离子源工作特性会产生不均匀的过渡层和最外层会吸收一些水汽、灰尘等也产生表面过渡层.由误差分析得出了制备中过渡层的物理厚度和折射率的变化情况,最外层的厚度误差和折射率偏差是发生相移偏小的主要因素.     

脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜的光谱椭偏研究

采用脉冲直流反应磁控溅射技术在不同的占空比条件下制备了氧化钒薄膜.利用X射线光电子能谱仪测定了薄膜的组分,用光谱椭偏仪在300～850 nm的波长范围内对薄膜的光学性质进行了研究.实验结果表明降低占空比具有促进金属钒氧化的作用,而通过采用Tauc-Lorentz谐振子色散模型结合有效介质近似模型对椭偏参数ψ和△进行拟合,得到了较为理想的拟合结果.薄膜的复折射率和透过率均由椭偏拟合结果确定,结果发现占空比的下降,导致了可见光范围内薄膜折射率和消光系数的降低以及透过率的提高.     

反射式相位延迟器的性能研究

多层介质反射镜在非正入射的时候,两个不同的偏振态之间会产生不同的相移。通过优化设计,入射角为45°,在1285～1345nm之间p,s波获得了270°±0.15°的相移和99.5%以上的反射率。对使用的膜系进行了每层光学厚度的误差分析。用离子束溅射技术制备相位延迟膜,在大气中对样品进行不同温度的退火,用分光光度计测试了光谱特性和用椭偏仪测试了相位特性。结果表明,未退火的样品在相应波段获得了267.5°±0.5°的相移和99.6%以上的反射率;根据拟合分析,最外层的误差和折射率与设计值的偏差是发生相移偏小的主要因素;随着退火温度的升高、折射率变小和物理厚度变大,相移将变小。     

氧碘激光器相位延迟片的制备与性能研究

多层介质反射镜在非正入射的时候,两个不同的偏振态之间会产生不同的相移。利用矩阵法,根据菲涅耳公式和电磁场边界条件,推导出p,s波的相移。通过优化设计,入射角为54°,在1285~1345 nm之间p,s波获得了270°±1°的相移,同时也使反射率在 99 .5%以上。用离子束溅射技术制备相位延迟膜,用分光光度计测试了光谱特性和用椭偏仪测试了相位特性,在相应波段获得了 262. 4°±1. 8°的相移,同时也使反射率在 99. 6%以上。误差的主要来源是离子源工作特性会产生不均匀的过渡层和最外层会吸收一些水气、灰尘等也产生表面过渡层。由误差分析得出了制备过渡层的物理厚度和折射率的变化情况,最外层的厚度误差和折射率偏差是发生相移偏小的主要因素。     

热氧化二氧化硅层中氟离子的注入及其分布

本文采用电晕放电技术对硅片的热氧化层注入了氟离子.并通过逐次剥层用椭偏测厚仪测量了剥层后的氧化层厚度,用高频c-v法测量了剥层后的平带电压,从而求得平带电压与氧化层厚度间的关系.并由此求得氧化层中电荷的分布情况.测量结果表明:氟离子注入后,在SiO_2/Si界面处的正电荷面密度比注入前有所增加,在氧化层体内存在有均匀分布的负电荷密度,在靠近SiO_2外表面约100(A|°)左右的区域内,负电荷密度由内向外逐渐增加,在外表面处具有最大的负电荷密度.最后,把我们的结果与Williams的结果进行了比较,并进行了讨论.     

高掺杂沟道GaAs M-I(10~2)-S Schottky势垒栅场效应晶体管(MIS SB FET)

本文首次报道了高掺杂沟道的GaAs MIS SB FET.在S.I.GaAs衬底上用离子注入Si,同时形成高浓度、超薄的有源层和欧姆接触区,载流子峰值浓度为 0.5-1×10~(13)cm~(-3).在Al栅和GaAs有源层间有一层用阳极氧化制备的自身氧化膜,厚度10~2A|°.MIS SB FET为双栅器件,栅尺寸 2 × 400 μm. 实验所得 MIS SB FET的夹断电压为4V,零栅偏跨导为 25mS,高于本实验室相似结构常规工艺的 MES FET器件(峰值浓度1-2×10~(17)cm~(-3),没有氧化膜). 在二区间模型基础上,计入薄氧化膜影响,模拟计算了 MIS SB FET的直流和微波特性,并与常规工艺的 MES FET作了比较.     

利用调制式椭偏仪测量薄膜电光系数

利用调制式的椭偏仪测量了掺镧锆钛酸铅PLZT薄膜的电光系数．首先用反射椭偏测量的方法得到薄膜的折射率(n)和厚度(d),然后利用透射椭偏在线测量的功能,在样品上加电场(E),得到薄膜的折射率的改变8n．最后用测量得到的厚度,折射率以及折射率的改变来计算薄膜的电光系数．该仪器的灵敏度很高,很适合较薄的膜层材料电光性质的测量．     

GaN基多层结构椭偏测试模型优化和光谱研究

利用椭圆偏振测试仪,对n+AlGaN/n-AlGaN/超晶格(SL)/AlN/蓝宝石多层复杂结构的椭偏测试方法进行了研究,其中SL层为AlGaN/GaN多层量子阱结构,将其简化为单层处理。通过改变测试条件进行多次测量,分析了结构模型、算法模型及不同入射角度对测试结果的影响,得到了最优测试结构模型和算法模型:粗糙度层(有效介质近似EMA模型)/n+AlGaN(柯西Cauchy模型)/n-AlGaN(Cauchy)/SL(EMA)/AlN(Cauchy)/蓝宝石。选择55°为入射角,在300～800nm波长测试得到了各层膜厚和光学常数谱。结果表明,椭偏测试所得各层膜厚度与工艺给出数据相符,但SL层厚度相对而言有较大偏差,这与其结构复杂性有关,尚待进一步研究。各层折射率色散关系正常,n+AlGaN层折射率与n-AlGaN层折射率相比偏小,这与其较高浓度和较大损伤有关。     

持效疏水SiO2增透膜的制备和研究

为了提高溶胶-凝胶SiO2增透膜的持效疏水性,以乙醇为溶剂,正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷在氨水催化下共水解-缩聚制备了甲基化氧化硅溶胶,然后采用提拉法在洁净的K9玻璃基片上双面镀单层膜。用傅里叶红外光谱仪分析了膜层的化学成分,用接触角测量仪测量了膜层的接触角,用紫外-可见分光光度计测量了膜层的透光率,用椭偏仪测量了膜层的厚度和折射率,并且报道了膜层疏水的持久性。结果表明,共水解膜层具有良好的透光率,峰值透光率可达99.5%;膜层与水的静接触角可达130°;膜层具有持久的疏水性能,疏水性能在相对湿度为90%的环境中可保持5月之久,克服了一般疏水膜疏水效果不持久、不能应用于实际的缺点。     

射频溅射生长的氮化硅膜的椭偏光谱测量

本文提出一种处理数据的方法,以解决利用两个椭偏测量值ψ、△,求解两个以上未知参量,得到了在本实验条件下生长的氮化硅膜的实在折射率及其色散,以及氮化硅膜的生长率.实验结果还表明,氮化硅与硅衬底间存在一界面层,     

半导体衬底上薄膜折射率的测量

本文用已知折射率的折射液体与半导体衬底上薄膜折射率相匹配的方法测得锗上等离子体阳极氧化膜的折射率为1.66,硅上氧等离子体氧化膜及热氧化SiO_2膜的折射率均为1.458。与激光椭偏仪的测量结果符合得很好。本文还用TP—83型椭偏仪的通用程序B算出砷化镓上等离子体氧化膜的折射率为1.80～1.90。     

使用椭偏光谱研究氮化铝薄膜在不同温度下的光学性质

通过椭偏仪对生长在蓝宝石上的不同厚度氮化铝薄膜的变温光学性质进行了研究, 并采用托克-洛伦兹模型对椭偏实验数据进行了拟合分析, 精确得到了氮化铝薄膜的厚度和光学常数(折射率n, 消光系数k)等.研究的结果表明: 相比薄的氮化铝薄膜, 厚的氮化铝薄膜的折射率较大.随着温度的升高, 氮化铝的折射率、消光系数和带隙会向低能端单调地移动(红移);厚度对带隙随温度改变的影响较小, 对折射率则有一定的影响.     

使用椭偏光谱研究氮化铝薄膜在不同温度下的光学性质（英文）

通过椭偏仪对生长在蓝宝石上的不同厚度氮化铝薄膜的变温光学性质进行了研究,并采用托克-洛伦兹模型对椭偏实验数据进行了拟合分析,精确得到了氮化铝薄膜的厚度和光学常数(折射率n,消光系数k)等.研究的结果表明:相比薄的氮化铝薄膜,厚的氮化铝薄膜的折射率较大.随着温度的升高,氮化铝的折射率、消光系数和带隙会向低能端单调地移动(红移);厚度对带隙随温度改变的影响较小,对折射率则有一定的影响.     

MIS多晶硅太阳能电池的AES和ESCA分析

<正> 为了解决能源问题,目前多晶硅太阳能电池的研究受到普遍重视.结构为50(A|°)Cr/60(A|°)Cu/32(A|°)Cr/20(A|°)SiO_2/Si的多晶硅 MIS太阳能电池,据报道可以得到 V_(oc)=0.50伏特,效率达8.8％.MIS多层结构的组份对于太阳能电池的功能有很重要影响.本文目的是利用AES和ESCA研究MIS多层结构的组份,以便改进太阳能电池的功能.     

双层膜椭偏数据处理的新算法

为了准确测量双层透明膜,有效地结合了模拟退火法和单纯形法的优点,提出一种模拟退火-单纯形混合算法来处理双层透明膜的椭偏数据。在单波长测量时,仅测量1组椭偏参量,可以求解双层透明膜任意两个参量;测量两组以上椭偏参量,可以同时反演双层透明膜4个参量,求解薄膜折射率和厚度精度分别达到0.0002和0.07nm。结果表明,模拟退火-单纯形混合算法反演双层透明膜参量是可行和可靠的,且有较强的样品适应性。该算法适合于单波长椭偏仪对双层及多层膜的反演及实际测量。     

用离子注入~(31)P~+制造光掩模

本文报道一种 LSI掩模制作方法.将剂量为 3 ×10~(15)离子/cm~2的~(31)P~+,用高于 120kV的能量,35-50μA/cm~2的束流密度,注入到涂在玻璃衬底上的 AZ1350光刻胶层中.胶层厚度<4000A|°,且上面制作了IC或LSI的集成电路图形.被注入的胶层完全被硬化,形成明暗反差,暗区能掩蔽紫外光.膜的耐磨度和化学性能可与铬或氧化铬比美.特别是具有低反射、制造工艺简单等优点,是一种有前途的光掩模.     

氮化铝薄膜的椭偏法研究

文章采用真空磁过滤电弧离子镀法在单晶Si(100)基片上成功制备了氮化铝(AlN)薄膜,并利用椭偏法对AlN膜进行了研究.根据沉积方法的特点,建立合适的膜系进行拟合,得到薄膜的折射率、消光系数和几何厚度;分析薄膜与基片之间的附着方式为简单附着,以及引起薄膜材料比块体材料折射率偏小的原因为:薄膜中含有空隙,Al/N不符合化学剂量比,薄膜表面形成了Al2O3钝化层.     

BaxSr（1—x）TiO3多层膜椭偏光谱研究

用溶胶－凝胶技术在Bi(100）衬底上制备了单层和渐变型多层的BaxSr(1-X)TiO3薄膜，其膜层组分分别为：Ba0.7Sr0.3TiO3,Ba0.8Sr0.2TiO,Ba0.9Sr0.1TiO3,BaTiO3，对生长制备出的多层BaxSr(1-X)TiO3薄膜进行了变角度椭偏光谱测量，通过椭偏光谱解谱分析研究，首次得到了BaxSr(1-X)TiO3多层膜结构不同膜层的膜厚和光学常数，其结果显示：椭偏光谱分析得到的不同膜层的膜厚与卢瑟福背向散射测量得到的结果基本相符；渐变型多层膜中BaTiO3薄膜的折射率比单层BaTiO3薄膜折射率大许多，与体BaTiO3的折射率相接近，这说明渐变型多层膜中BaTiO3薄膜的光学性质与体材料的光学性质接近。     

氧离子注入硅SOI结构的椭偏谱研究

本文利用椭偏光谱法测量了能量为200keV、剂量为2×10~(18)cm~(-2)的~(16)O~+注入Si以及退火样品.应用多层介质膜模型和有效介质近似,分析了这些样品的SIMOX结构的各层厚度以及各层中的主要组份.提出了从椭偏谱粗略估算表层Si及埋层SiO_2厚度的简单方法.研究结果表明,这种条件下的O~+注入Si可以形成SIMOX结构,经高温退火后,表层Si是较完整的单晶层,埋层SiO_2基本没有Si聚积物.椭偏谱的结果与背散射、扩展电阻测量和红外吸收光谱等结果作了比较.