磁控溅射的TaN薄膜的扩散阻挡性能

用反应磁控溅射方法在SiO2/Si(100)衬底和Cu薄膜间溅射一层TaN阻挡层,测试不同N气分压及热处理温度下Cu/TaN/SiO2/Si薄膜的显微结构和电阻特性.同时利用微细加工技术加工了镂空的Cu互连叉指测试结构,研究了TaN薄膜在镂空的铜互连结构中的扩散阻挡性能.结果发现,在退火温度不超过400 ℃时,薄膜电阻率均低于80μΩ·cm,而当溅射N分压超过10%,退火温度超过400℃时,薄膜电阻率很快上升.低N气分压下(≤10%)溅射时,即使退火温度达到600 ℃,薄膜电阻基本不变.     

氧气氛退火对BST薄膜电阻热敏特性的影响

利用氩离子束镀膜技术在 SiO2/Si 衬底上淀积 BST 薄膜,研究了氧气氛下退火对 BST 薄膜热敏特性的影响。结果表明,当退火温度不太高时(≤600℃),薄膜热敏特性随退火温度升高而变差;但当退火温度较高时(>600℃),薄膜热敏特性随退火温度升高而得到改善。在室温至 200℃范围内 BST 薄膜具有较好的热敏特性,其温度系数最大值为–5.3 %℃–1。并利用 SEM 和 AES 分析了退火条件对薄膜电阻热敏特性的影响机理。     

应用于AlGaN/GaN HEMTs MMIC薄膜电阻的特性与可靠性

TaN和NiCr是AlGaN/GaN HEMTs微波集成电路中薄膜电阻最为常用的两种材料.文中对比了在SiC衬底上生长的这两种材料的薄膜电阻的可靠性.通过TaN和NiCr薄膜电阻的对比,发现TaN薄膜电阻的方块电阻(Rs)随着退火温度的上升而增大,然而NiCr薄膜电阻的Rs却出现相反的趋势.同时发现随着退火温度的上升TaN薄膜电阻的s.和接触电阻(Rc)的变化远远小于NiCr薄膜电阻的变化.在400℃退火及等离子刻蚀机的氧等离子暴露后,TaN薄膜电阻的Rs只下降了0.7Ω,大概2.56%,并且Rc上升了0.1Ω,大概6.6%.但是NiCr薄膜电阻的Rs.和Rc在不同的退火条件下经过氧等离子暴露后发生了很大的变化.因此,TaN薄膜电阻在氮气保护下经过400℃退火后在氧等离子暴露下更为稳定.     

应用于AlGaN/GaN HEMTs MMIC薄膜电阻的特性与可靠性

TaN和NiCr是AlGaN/GaN HEMTs微波集成电路中薄膜电阻最为常用的两种材料.文中对比了在SiC衬底上生长的这两种材料的薄膜电阻的可靠性.通过TaN和NiCr薄膜电阻的对比,发现TaN薄膜电阻的方块电阻(Rs)随着退火温度的上升而增大,然而NiCr薄膜电阻的Rs却出现相反的趋势.同时发现随着退火温度的上升TaN薄膜电阻的s.和接触电阻(Rc)的变化远远小于NiCr薄膜电阻的变化.在400℃退火及等离子刻蚀机的氧等离子暴露后,TaN薄膜电阻的Rs只下降了0.7Ω,大概2.56%,并且Rc上升了0.1Ω,大概6.6%.但是NiCr薄膜电阻的Rs.和Rc在不同的退火条件下经过氧等离子暴露后发生了很大的变化.因此,TaN薄膜电阻在氮气保护下经过400℃退火后在氧等离子暴露下更为稳定.     

磁控溅射YSZ薄膜的激光损伤阈值

利用射频磁控溅射方法在不同衬底上制备出掺Y2O3 8 %的YSZ薄膜, 用X射线衍射、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜和透射光谱测定薄膜的结构、表面特性和光学性能, 研究了退火对薄膜结构和光学性能的影响。结果表明：随着退火温度的升高, 薄膜结构依次从非晶到四方相再到四方和单斜混合相转变, AFM分析显示薄膜表面YSZ颗粒随退火温度升高逐渐增大, 表面粗糙度相应增大, 晶粒大小计算表明, 退火温度的提高有助于薄膜的结晶化, 退火温度从400 ℃到1100 ℃变化范围内晶粒大小从20.9 nm增大到42.8 nm; 同时根据ISO11254-1激光损伤测试标准对光学破坏阈值进行了测量, 发现与其他电子束方法制备的YSZ薄膜损伤阈值结果比较, 溅射法制备的薄膜损伤阈值有了一定程度的提高。     

退火温度对Cr-Si压阻薄膜电性能的影响

采用射频磁控溅射法在氧化铝陶瓷基底上制备了Cr-Si-Ni-Ti压阻薄膜,研究了不同退火温度对薄膜电性能的影响.结果表明:在溅射态及退火温度低于600℃时,薄膜为非晶态.随着退火温度的升高,薄膜的电阻温度系数(TCR)逐渐增大,应变因子(GF)先增大后减小,室温电阻率(ρ)则逐渐降低.在退火温度为300℃时,Cr-Si...     

退火温度对室温沉积的ITO薄膜与p-Si接触性能的影响

室温下用射频磁控溅射法在玻璃和p型单晶硅衬底上沉积ITO薄膜,并对其进行不同温度的退火处理.采用XRD衍射仪测试薄膜结晶性,用紫外-可见分光光度计和霍尔效应测试试样光电性能,用吉时利2400表测试ITO/p-Si接触的I-V曲线,用线性传输线模型测试比接触电阻.研究结果表明:室温下沉积的ITO薄膜与p-Si形成欧姆接触,但比接触电阻较大.退火处理可以进一步优化接触性能,200℃退火后试样保持欧姆接触且比接触电阻下降为8.8×10-3 Ω·cm2.随着退火温度进一步升高到300℃,比接触电阻达到最低值2.8×10-3 Ω·cm2,但接触性能变为非线性.     

退火温度对铝掺杂氧化锌薄膜晶体质量及光电性能的影响

研究了退火温度对原子层沉积(ALD)生长的铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜光电性能的影响,结果发现:AZO薄膜在600℃退火后,X射线衍射峰的半峰全宽从未退火时的0.609°减小到0.454°,晶体质量得到提升;600℃退火后,薄膜的表面粗糙度从未退火时的0.841 nm降低至0.738 nm;400℃退火后,薄膜的载流子浓度和迁移率均达到最大值,分别为1.9×10~(19) cm~(-3)和4.2 cm~2·V~(-1)·s~(-1),之后随着退火温度进一步升高,载流子浓度和迁移率降低;退火温度由300℃升高到600℃过程中薄膜的吸收边先蓝移后红移。     

快速退火温度对Ag/SrTiO_3/p~+-Si器件阻变特性的影响

采用溶胶-凝胶结合快速退火工艺在p~+-Si基片上制备了Sr Ti O_3薄膜,构建了Ag/Sr Ti O_3/p~+-Si结构的阻变器件,研究了退火温度对薄膜微观结构、阻变特性的影响。结果表明:不同退火温度下薄膜均呈结晶态,并且随退火温度升高,薄膜晶粒有增大的趋势,当退火温度为750℃时,薄膜的衍射峰不明显并且有杂峰出现。不同退火温度下Ag/Sr Ti O_3/p~+-Si器件都具有明显的双极性阻变特性,但退火温度为850℃与900℃的器件在扫描电压达到某一值时电流会出现一个极小值;经850℃退火处理的器件具有更高的高低电阻比(103～104)。当退火温度为800℃及更高时,器件在高阻态下的导电机制以肖特基势垒发射机制为主;低阻态的电荷传导机制则遵循空间电荷限制电流机制(SCLC)。器件在200次可逆循环测试下,退火温度为850℃时表现出较好的抗疲劳特性。     

铟锡氧化程度对ITO薄膜光电特性的影响

采用直流磁控溅射法在普通载玻片上制备了氧化铟锡透明导电薄膜(ITO)。制备出的薄膜在大气环境下退火,退火温度分别为100℃、200℃和300℃,保温时间为1h。对薄膜中铟锡原子的氧化程度及其光电特性进行了测试与分析。结果表明:退火温度的升高,有助于提高ITO薄膜中Sn原子氧化程度,从而提高了薄膜在可见光范围内的透射率;退火温度为200℃时,In原子氧化程度较高,薄膜中氧空位数量最多,电阻率最低为6.2×10-3Ω.cm。     

中频交流磁控溅射制备AZO薄膜及退火工艺

以锌铝合金为靶材,采用工业生产设备,用中频交流磁控溅射法在玻璃衬底上制备出了铝掺杂氧化锌(AZO)透明导电薄膜,研究了氩氧比、退火温度、退火时间对薄膜结构、光学和电学性能的影响。结果表明,氩气和氧气体积流量比为3:1时常温下得到薄膜的方阻值最低,400℃真空退火1 h后薄膜可见光平均透过率由84.0%上升到86.7%,方阻值由5 000Ω/□下降到108Ω/□。     

Studies on morphology,electrical and optical characteristics of Al-doped ZnO thin films grown by atomic layer deposition

Al doped ZnO (AZO) films deposited on glass substrates through the atomic layer deposition (ALD)technique are investigated with various temperatures from 100 to 250 ℃ and different Zn ∶ Al cycle ratios from 20 ∶ 0 to 20 ∶ 3.Surface morphology,structure,optical and electrical properties of obtained AZO films are studied in detail.The Al composition of the AZO films is varied by controlling the ratio of Zn ∶ Al.We achieve an excellent AZO thin film with a resistivity of 2.14 × 10-3 Ω·cm and high optical transmittance deposited at 150 ℃ with 20 ∶ 2 Zn ∶ Al cycle ratio.This kind of AZO thin films exhibit great potential for optoelectronics device application.     

氮气退火对NiO/ZnO:Al薄膜PN结的影响

利用磁控溅射法,在ITO玻璃基底上沉积NiO薄膜和ZnO:Al(Al掺杂的ZnO或AZO)薄膜,制备具有半导体特性的NiO/ZnO:Al透明异质结二极管。使用UV-1700型分光光度计、KEITHLEY4200-SCS半导体测试仪、JSM-6490LV型扫描电子显微镜等分析氮气退火对NiO/ZnO:Al薄膜性能的影响。实验结果表明:500℃退火范围内,NiO薄膜的透过率随退火温度的升高单调上升,500℃时透过率在80%以上,NiO/ZnO:Al薄膜的透过率明显提高;在400℃时,NiO/ZnO:Al薄膜整流特性最佳。     

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。     

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。     

不同柔性衬底上CdS薄膜退火前后的性能比较

采用磁控溅射法分别在柔性PI衬底、柔性AZO衬底和柔性ITO衬底上制备CdS薄膜,并在干燥空气中以CdCl2为源380℃退火,分别研究了不同柔性衬底及退火工艺对CdS薄膜形貌、结构和光学性能的影响。研究结果表明:退火前在不同柔性衬底上的CdS薄膜形貌依赖于衬底类型,退火后CdS薄膜的晶粒再结晶,晶粒度增大明显,且不再依赖于衬底类型。不同柔性衬底上CdS薄膜均为立方相和六角相的混相结构,退火后,六角相比例增大,薄膜的结晶质量提高。透过率退火后改善明显,其中,在柔性AZO衬底上的CdS薄膜透过率超过80%。     

Bi_(3.5)Yb_(0.5)Ti_3O_(12)铁电薄膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基片上淀积了Bi3.5Yb0.5Ti3O12(BYT)铁电薄膜,研究了在不同退火温度下形成的BYT薄膜的微观结构以及铁电性能方面的区别。结果发现,在610,660,710和760℃不同温度下退火的BYT薄膜的结晶度不同,退火温度越高的BYT薄膜,其结晶度越高。并且发现,BYT薄膜的剩余极化值(2Pr)在710℃以下随退火温度增高而增大,在710℃达到最大;在外加400kV/cm电场时2Pr为36.7μC/cm2,然后随退火温度上升又有所下降。     

退火温度对SnF2掺杂SnO2薄膜性能的影响

利用电子束蒸镀技术在石英玻璃上沉积SnF2掺杂SnO2(FTO)薄膜.研究了不同退火温度对FTO薄膜结构和光电性能的影响.研究结果表明:升高退火温度可促进FTO薄膜中晶粒逐渐变大,结晶度变好,同时薄膜在可见光范围内的透射率随着退火温度升高逐渐增加,吸收边发生蓝移,禁带宽度显著变宽,这是由于载流子浓度增加导致的Moss-Burstein效应.升高温度时,薄膜电学性能随着退火温度升高有了很大改善,700℃退火处理后得到电阻率低至2.74×101 Ω·cm、载流子浓度为2.09×1020 cm-3、迁移率为9.93 cm2·V 1·s 1的FTO薄膜.     

离子束溅射氧化钽薄膜光学特性的热处理效应

主要研究了离子束溅射制备的氧化钽薄膜在大气氛围下热处理对其光学特性的影响规律。实验中热处理温度范围的选择为150~550℃,间隔为200℃。研究中分别采用介电常数的Cody-Lorentz色散模型和振子模型对氧化钽薄膜的能带特性（1~4 eV）和红外波段（400~4 000 cm-1）的微结构振动特性进行了表征。研究结果表明,在150℃和350℃之间出现热处理温度转折点,即热处理温度高于此值时消光系数增加。Urbach能量的变化与消光系数趋势相同,而禁带宽度的变化与消光系数恰好相反。通过红外微结构振动特性分析,薄膜中仍存在亚氧化物的化学计量缺陷。     

掺铝氧化锌陶瓷靶材的制备及其薄膜的光学性能

以Al(NO3)3.9H2O和ZnO粉体为原料,采用常压烧结方法制备了高致密度和高导电性的ZnO:Al(AZO)陶瓷靶材。研究了烧结温度对AZO靶材微观结构、相对密度和电性能的影响。当Al和Zn的摩尔比为3:100,烧结温度为1 400℃时,所制AZO靶材的致密度达96%,电阻率为2.5×10–2.cm。以烧结温度为1400℃的AZO陶瓷靶为靶材并通过直流磁控溅射在玻璃基片上制备出了高度c轴择优取向的AZO薄膜,其可见光透过率为90%,禁带宽度为3.63 eV,电阻率为1.7×10–3.cm。