掺铒Al2O3薄膜与镱铒共掺Al2O3薄膜光致发光特性比较

用中频磁控溅射工艺分别制备了掺铒Al2O3薄膜和镱铒共掺Al2O3薄膜,室温下测量了它们的光致发光特性.结果表明:镱铒共掺Al2O3薄膜光致发光的峰值强度为掺铒Al2O3薄膜的8倍以上, 两者的半值宽度近似相等;泵浦功率增强,掺铒 Al2O3薄膜光致发光强度出现饱和趋势,但镱铒共掺Al2O3薄膜的光致发光强度随泵浦功率线性增加.     

掺Er Al2O3光波导薄膜材料的制备及光学特性

介绍了掺ErAl2O3光波导薄膜的四种典型制备方法的研究结果。比较铒的发光环境和发光特性,分析了影响光致发光强度和寿命的条件和因素。不同工艺制得的Er∶Al2O3薄膜,膜内成分、膜的晶相、掺杂浓度等对Er3 的发光特性均有影响。退火对发光特性及材料具有改善作用。     

掺铒Al_2O_3/Si多层薄膜中纳米晶Si的形成和敏化效应

采用脉冲激光沉积制备了掺铒Al2O3/Si多层薄膜,在淀积过程中脉冲激光溅射产生的高能量Er原子渗透进入非晶硅层,并引入了额外的应力,在低退火温度下诱导形成纳米晶Si。利用纳米晶Si作为敏化剂有效地增强了Er3+在Al2O3中的光致发光。样品微观结构和发光强度的关系表明,获得高密度和小尺寸的纳米晶Si和Er3+处于良好的发光环境是实现优化发光的关键,最优化的Er3+发光强度在退火温度为600℃的条件下得到。     

Er2O3单晶薄膜的生长及Er2O3/Si异质结的能带偏移

利用分子束外延方法在p型Si(001)和Si (111)衬底上，在700℃ 0.93mPa的条件下实现了Er2O3单晶薄膜的生长.薄膜的结晶情况依赖于薄膜的生长温度和氧气压.较低的温度和氧气压下在薄膜内易生成硅化铒，薄膜也趋于多晶化.还利用光电子能谱对Er2O3/Si异质结的能带偏差进行了初步的研究.     

Si基Er2O3薄膜初始生长的原位RHEED和AES研究

采用分子束外延(MBE)法在Si(001)衬底上生长Er2O3高k薄膜材料。X射线衍射结果表明,用这一方法得到的硅基Er2O3薄膜是(440)取向的单晶,电学测试预示在Si和Er2O3薄膜的界面有一层很薄的界面层。为了研究Si/Er2O3异质结的界面,通过原位反射式高能电子衍射(RHEED)和俄歇能谱(AES)的方法对Er2O3薄膜在Si衬底上的初始生长情况进行研究。发现在清洁的Si衬底和有SiO2的Si衬底上生长Er2O3薄膜,原位RHEED图谱和AES都有不同的结果,预示着这两种不同的衬底上生长Er2O3薄膜的初始阶段有不同的化学反应。这一现象可能阐释了界面的演变和控制机理。     

Er2O3单晶薄膜的生长及Er2O3/Si异质结的能带偏移

利用分子束外延方法在p型Si(001)和Si(111)衬底上,在700℃0.93mPa的条件下实现了Er2O3单晶薄膜的生长.薄膜的结晶情况依赖于薄膜的生长温度和氧气压.较低的温度和氧气压下在薄膜内易生成硅化铒,薄膜也趋于多晶化.还利用光电子能谱对Er2O3/Si异质结的能带偏差进行了初步的研究.     

PEALD制备的Al2O3薄膜在n-TOPCon太阳电池上的钝化性能

对采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)法制备的Al2O3薄膜在n型单晶硅隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)太阳电池正表面的钝化性能进行了研究.采用少数载流子寿命、X射线电子能谱(XPS)及J-V特性的测试分析,重点研究了 Al2O3沉积温度、薄膜厚度及薄膜形成后不同退火条件对钝化性能的影响,实现了低表面复合速率、良好钝化效果的产业化制备的Al2O3薄膜工艺.研究结果表明,在沉积温度为150℃、膜厚为5 nm、退火温度为450℃时,测试计算得出薄膜中O和Al的原子数之比为2.08,电池发射极正表面复合速率较低,达到了Al2O3钝化的最优效果,并且分析了 Al2O3薄膜的化学态和形成机理.利用其Al2O3薄膜工艺制备的n型单晶硅TOPCon太阳电池开路电压提升了 8 mV,电池的平均光电转换效率达到了 23.30％.     

一种电容式Al2O3湿度传感器

在单晶Si片上热生长一层SiO2薄膜，采用真空淀积的方法制备一层Al薄膜，然后利用铝阳极氧化的方法获得一层多孔Al2O3薄膜。设计制作了电容式Al2O3湿度传感器，测试结果表明，该器件具有较好的感湿特性和较宽的感湿范围。     

Er离子注入Al2O3光波导薄膜的发光特性研究

采用溶胶-凝胶和离子注入复合工艺在氧化的Sio2/Si(100)基片上制备掺Er3+:Al2O3光学薄膜.900℃烧结,掺Er3+:Al2O3薄膜的相结构是γ-Al,Er)2O3和θ-(Al,Er)2O3的混合物.室温下测量不同注入剂量的掺Er3+:Al2O3光学薄膜的光致发光谱,均获得了中心波长为1.533 pm的发光曲线.900℃烧结制备掺EPr3+:Al23光学薄膜光致发光强度随着注入剂量从0.2×1016 cm-2增加到4×l016cm-2而逐渐增加.而1200℃烧结制备掺Er3+:Al2O3光学薄膜的光致发光强度随着掺杂浓度从0.2×1016 cm-2增加到4×1016grN-2先增加后减小.     

Si基稀土Er_2O_3薄膜材料特性及制备研究进展

Si基Er2O3薄膜材料具有带隙宽、k值高等特点,在微电子和光电子领域具有潜在的应用价值。首先,阐述了Si基Er2O3薄膜材料的晶体结构具有多态现象,而立方晶形的Er2O3具有方铁锰矿立方结构,易制成高度择优取向的薄膜甚至单晶膜。其次,介绍了利用X射线光电子谱(XPS)技术确定Er2O3和Si两种材料的价带和导带偏移及采用光电子谱来确定高k介质材料能带带隙。此外,还介绍了Si基Er2O3薄膜材料光学常数的测试方法及其光谱转换特性,可用于太阳光伏电池。最后,着重介绍了国内外Si基Er2O3薄膜材料制备方面的最新研究进展,并指出金属有机物化学气相淀积(MOCVD)是未来产业化制备Si基Er2O3薄膜材料的理想选择。     

高阈值电压低界面态增强型Al2O3/GaN MIS-HEMT

采用高温热氧化栅极凹槽刻蚀工艺并结合高温氮气氛围退火技术,制备出了高阈值电压的硅基GaN增强型Al_2O_3/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMT)。采用高温热氧化栅极凹槽刻蚀工艺刻蚀AlGaN层,并在AlGaN/GaN界面处自动终止刻蚀,可有效控制刻蚀的精度并降低栅槽表面的粗糙度。同时,利用高温氮气退火技术能够修复Al_2O_3/GaN界面的界面陷阱,并降低Al_2O_3栅介质体缺陷,因此能够减少Al_2O_3/GaN界面的界面态密度并提升栅极击穿电压。采用这两项技术制备的硅基GaN增强型Al_2O_3/GaN MIS-HEMT具有较低的栅槽表面平均粗糙度(0.24 nm)、较高的阈值电压(4.9 V)和栅极击穿电压(14.5 V)以及较低的界面态密度(8.49×10¹¹ cm^-2)。     

NH3等离子体钝化对Al2O3/SiGe界面的影响

研究了不同条件的非原位NH_3等离子体钝化对Al_2O_3/SiGe/Si结构界面组分的影响。在p型Si(100)衬底上外延一层30 nm厚的应变Si_0.7Ge_0.3,采用双层Al_2O_3结构,第一层1 nm厚的Al_2O_3薄膜为保护层,之后使用非原位NH_3等离子体分别在300和400℃下对Al_2O_3/SiGe界面进行不同时间和功率的钝化处理,形成硅氮化物(SiN_xO_y)和锗氮化物(GeN_xO_y)的界面层。通过X射线光电子能谱(XPS)分析表面的物质成分,结果表明NH_3等离子体钝化在界面处存在选择性氮化,更倾向于与Si结合从而抑制Ge形成高价态,这种选择性会随着时间的增加、功率的增高和温度的升高变得更加明显。     

退火对Al2O3薄膜结构和发光性能的影响

氧化铝(Al2O3)薄膜具有许多优良的物理化学性能,在机械、光学及微电子等高科技领域有着广泛应用,一直受到人们的高度关注.但Al2O3具有多种物相形态,性质差别很大.因此研究不同结构对其发光性能的影响在Al2O3实际应用中有着重要意义.本文采用射频磁控溅射技术在单晶硅衬底上制备了Al2O3薄膜,并在氮气中进行了不同温度的退火,对比了退火前后薄膜的结构和光致发光特性.观察到了在384nm和401nm附近的两个荧光峰,这两个发光峰都是由色心引起的.随着退火温度的升高,Al2O3薄膜的结晶质量变好,同时荧光峰峰位发生了相应的变化,强度也发生了明显的变化.     

Al_2O_3栅介质的制备工艺及其泄漏电流输运机制

利用室温下反应磁控溅射结合炉退火的方法在P Si(10 0 )衬底上制备了Al2 O3 栅介质层,研究了不同的溅射气氛和退火条件对Al2 O3 栅介质层物理特性的影响.结果表明:在较高温度下N2 气氛中退火有助于减小泄漏电流;在O2 气氛中退火有助于减少Al2 O3 栅介质中的氧空位缺陷.对Al2 O3 栅介质泄漏电流输运机制的分析表明,在电子由衬底注入的情况下,泄漏电流主要由Schottky发射机制引起,而在电子由栅注入的情况下,泄漏电流可能由Schot tky发射和Frenkel Poole发射两种机制共同引起.     

掺碳氧化铟薄膜的铁磁性研究

采用磁控溅射法在Si(100)衬底上制备了掺碳氧化铟(In2O3:C)薄膜,溅射过程分别在衬底温度为室温和550℃的条件下进行。通过测试所制In2O3:C薄膜的XRD谱和磁化曲线,研究了In2O3:C薄膜的结构和铁磁性能,并探讨了其铁磁性的起源。结果显示,随着含碳量的增加,In2O3:C薄膜的饱和磁化强度先增大后减小;此外,氧空位缺陷浓度高的样品其铁磁性也更强,这表明氧空位缺陷与In2O3:C薄膜的铁磁性起源有直接的关系。     

用于LCD的氧化铝阻挡层的射频反应溅射沉积及其特性

用金属铝靶射频反应溅射制备了Ａｌ２Ｏ３薄膜，用作ＬＣＤ基片玻璃的钠离子阻挡层。报道了射频溅射参数对薄膜沉积速率和折射率的影响。测试结果表明，所沉积的Ａｌ２Ｏ３薄膜满足ＬＣＤ器件阻挡层的要求。     

SiO_2:Er和Si_xO_2:Er薄膜室温Er~(3+)1.54μm波长的电致发光

在 n+ -Si衬底上用磁控溅射淀积掺 Er氧化硅 (Si O2 :Er)薄膜和掺 Er富硅氧化硅 (Six O2 :Er,x>1 )薄膜 ,薄膜经适当温度退火后 ,蒸上电极 ,形成发光二极管 (LED)。室温下在大于 4V反偏电压下发射了来自 Er3+的 1 .5 4μm波长的红外光。测量了由 Si O2 :Er/n+ -Si样品和 Six O2 :Er/n+ -Si样品分别制成的两种 LED,其 Er3+1 .5 4μm波长的电致发光峰强度 ,后者明显比前者强。还发现电致发光强度与 Si O2 :Er/n+ -Si样品和 Six O2 :Er/n+ -Si样品的退火温度有一定依赖关系     

α-Al2O3上生长GaN过程中氮化的研究

在自行设计研制的电子回旋共振等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR?蛳EMOCVD)装置上生长氮化镓(GaN)薄膜，以氮等离子体为氮源，三乙基镓（TEG）为镓源，蓝宝石（α?蛳Al2O3）为衬底。通过反射高能电子衍射、原子力显微镜、射线衍射实验数据分析，研究了ECR等离子体所产生的活性氢源和氮源对蓝宝石（α?蛳Al2O3）衬底的氮化作用, 结果表明：在ECR等离子体中，不掺入氢气，温度较低时可以明显提高α?蛳Al2O3衬底的氮化效果，获得平整的氮化层，且生长的氮化镓缓冲层质量是最好的。     

Ta2O5高k介电薄膜的制备及其电学性质的研究

用射频磁控溅射法制备了Ta2O5高介电薄膜,并对其进行了退火处理。用C-V,(G/ω)-V和I-V方法研究了Al/Ta2O5/p-Si结构的电学特性,观测到了C-V和(G/ω)-V的频散效应。认为串联电阻、Si/Ta2O5界面的界面态密度、边缘俘获是频散效应的主要原因,提取了界面态密度和边缘俘获电荷的大小。同时也研究了不同的退火温度对这些参数以及漏电流的影响,经600℃退火后,样品的电容最大,俘获电荷密度和漏电流最小,器件的电学性能最佳。