真空分层蒸镀InSb薄膜的研究

采用双源分层蒸镀的方法制作ＩｎＳｂ薄膜，将区域熔融技术用于ＩｎＳｂ薄膜的热处理，提高了薄膜的纯度和择优定向程度，室温下电子迁移率达到３００００ｃｍ２／（Ｖ·ｓ）。在此基础上，分析了影响ＩｎＳｂ薄膜性能的几个主要因素。     

微机械薄膜残余应力研究

阐述了薄膜残余应力对MEMS器件结构的影响及其产生根源、测量技术与控制技术，对多层薄膜结构中热应力的产生进行了有限元建模和理论分析。通过对一种残余应力测量结构(微旋转结构)的仿真分析表明，旋转梁端的偏移量与残余应变成线性对应关系。最后，简单介绍了沉积工艺条件、应变相消法以及快速热退火在薄膜残余应力控制中的应用。     

电极材料对有机薄膜电致发光性能影响的研究

分别采用两种不同功函数的电子注入电极A1,Ca和三种不同功函数的空穴注入电极ITO,AZO(ZnO:A1),Au,制备出ITO/PPV/A1,Ca和ITO,AZO,Au/PPV/A1两个系列的电致发光器件.实验发现,采用不同的电极材料可使器件的J-V和B-V特性产生一定差异.我们还对其产生这种差异的原因进行了分析.     

热环境对微机械多晶硅薄膜电阻电特性的影响

将 CMOS工艺和微机械加工技术相结合 ,制作出悬空式微桥支撑、薄膜支撑以及无悬空结构的微机械多晶硅薄膜电阻。通过对样品的电阻温度系数 ( TCR)和电流 ( I) -电压 ( V)特性的测量 ,研究了热隔离程度、工作气压等热环境对多晶硅薄膜电阻电学特性的影响程度     

多晶硅薄膜应力特性研究

本文报道了低压化学气相淀积（ＬＰＣＶＤ）制备的多晶硅薄膜内应力与制备条件、退火温度和时间及掺杂浓度关系的实验研究结果,用ＸＲＤ、ＲＥＤ等技术测量分析了多晶硅膜的微结构组成．结果表明,ＬＰＣＶＤ制备的多晶硅薄膜具有本征压应力,其内应力受淀积条件、微结构组成等因素的影响．采用快速退火（ＲＴＡ）可以使其压应力松弛,减小其内应力,并可使其转变成为本征张应力,以满足在微机电系统（ＭＥＭＳ）制备中的要求     

原位制备分级多孔纳米结构氧化铝/金薄膜电极

采用与MEMS兼容的工艺,自上而下制作了分级多孔纳米结构的氧化铝/金多层薄膜(HNAGF)电极。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射谱(EDS)对上述多层薄膜电极结构进行了表征。SEM图像显示底层金层为多孔结构,上层阳极氧化铝层具有有序的多孔的结构特性。以H2O2为探针,通过循环伏安法分别评价了HNAGF电极和传统的裸金薄膜电极的电化学性能。结果表明HNAGF电极不仅对电子传递没有明显障碍,而且对H2O2表现出更好的催化活性和更高的灵敏性。这种新颖的分级多孔纳米薄膜电极将在电流型电化学传感器领域具有广阔的应用前景。     

薄膜应力对薄膜测量和使用的影响

基片在薄膜应力作用下产生宏观弯曲变形,使入射光线的入射角在基片不同位置产生偏差。根据空问两直线夹角公式,计算了入射光线在曲面上任意一点的入射角,得出同一入射方向的光线在曲面不同点具有不同的入射角,即产生入射角度偏差,偏差大小与基片弯曲曲率半径成反比和入射点位置成正比。进而分析了角度偏差对光谱的影响。实验结果表明,离参考点位置越远,波长偏差越大;角度越大,耦合效率越低。实验结果与理论分析一致。     

基于高温热处理的InSb晶片性能研究

近年来,为了满足新一代百万像元、高集成度、高性能红外焦平面探测器的发展需求,人们对高晶格质量、高表面状态InSb晶片的要求越来越高.为了提高用生长态晶体加工的InSb晶片的性能,对晶片高温热处理进行了研究.通过采用特殊设计的晶片承载装置并结合相应的晶片热处理配合方法,优化了晶体生长态遗传的固有缺陷以及由晶片加工过程引入...     

钝化膜应力对锑化铟器件性能的影响

随着InSb红外探测器关键尺寸的不断缩小,钝化膜应力的大小对器件I-V性能的影响越发明显。为了降低探测器芯片的应力,研究了一种由SiO₂ 和SiON组成的复合钝化膜体系。通过改变气体的射频时间,在InSb晶片上淀积厚度分别为300 nm、500 nm、700 nm和900 nm的钝化膜,测量并计算了不同厚度钝化膜的应力。当厚度为700 nm时,钝化膜的应力最小值为－1.78 MPa。研究了具有不同应力钝化膜的器件的I-V特性,发现厚度为700 nm时InSb芯片具有更加优异的I-V特性。通过调整复合钝化膜的厚度,降低了钝化膜的应力,有效地提升了InSb探测器的性能。     

InSb晶片的表面状态参数研究

随着InSb红外探测器的不断发展,像元数不断增加,线宽不断减小;在 采用外延工艺生长衬底时,人们对InSb晶片表面状态的要求也越来越高。主要讨论了 InSb晶片的表面状态参数及其相关的测试方法,列举了一些相关标准以及国内外厂家和研究机构对 表面状态参数的关注点,并找到了下一步的研发方向。该研究为生产更大规格的焦平面 探测器、提高探测器性能的稳定性以及给外延生长提供优质衬底打好了基础。     

分子束外延InSb薄膜缺陷分析

实现高温工作已经成为了第三代红外探测器的重要发展方向。为了达到这个目标,首先要降低探测器材料的各种缺陷。本文主要研究了不同生长条件对InSb分子束外延薄膜的晶体质量的影响,并采用金相显微镜、X射线双晶衍射仪、扫描电子显微镜及X射线能谱仪等检测手段对外延膜缺陷进行了研究,综合分析了各缺陷的特征、起因、消除方法等。通过优化外延条件,外延膜宏观生长缺陷最低值达到483 cm-2。     

反应离子刻蚀InSb芯片引入的损伤研究

应用CH₄/H₂/Ar作为刻蚀气源对InSb微台面阵列进行了反应离子刻蚀,并对刻蚀后引入的损伤进行了分析。实验证实利用干法刻蚀与湿法腐蚀相结合的方法能有效地减少刻蚀引入的缺陷和损伤,获得较好的电学特性,达到低损伤刻蚀InSb材料的目的。     

锑化铟晶片的电学均匀性研究

锑化铟焦平面探测器是红外成像系统的重要组成部分,对红外成像的成本和性能都有重要影响。锑化铟晶片的质量及均匀性决定了探测器的性能。通过霍尔效应测试、低温探针法以及微波光电导衰退法研究了锑化铟晶片的电学性能均匀性。结果表明,所制备的锑化铟晶片的载流子浓度和电子迁移率的面分布较均匀,但低温电阻率以及少子寿命的分布呈现较小的非均匀性变化,这主要与锑化铟生长过程中的杂质分凝有关。     

表面预处理对InSb钝化层界面的影响

本文介绍了采用不同的方法对InSb表面进行表面预处理,来改善InSb钝化膜层的电学性能。通过对InSb MIS结构进行C-V测试来评价不同方法预处理制备的钝化结构的电学特性。结果表明等离子预处理能明显改善InSb衬底和钝化层之间的界面性能,尤其是选用N2O等离子预处理InSb衬底表面,在控制界面陷阱和减少钝化层固定电荷方面,效果更明显,有利于提高InSb红外器件的可靠性。     

InSb焦平面芯片的响应率提升研究

InSb光伏探测器的响应率是评价探测器性能的重要指标之一。探测器的电压信号与响应率成正比。从光敏芯片的角度提出了增大InSb红外探测器信号的方法。通过实验设计,优化了台面湿法刻蚀的方法,减小了芯片p型层的厚度。优化台面刻蚀方法使台面面积增加,InSb芯片的I-V电流增大了40%,组件的电压信号值提升了16%。进一步将InSb芯片的p型层厚度减小至0.8～1.2■m后,InSb芯片的I-V电流增大了67.3%,单元组件的电压信号值提升了40.2%。基于InSb光敏芯片光生载流子的产生到光电流的转换过程,分析了台面湿法刻蚀以及p型层的厚度对信号的影响机理。该研究对于提升InSb探测器信号和优化探测器性能具有重要的指导意义。     

锑化铟红外焦平面器件信号分层问题研究

锑化铟红外焦平面器件在杜瓦测试中常常会出现信号分层问题,由此影响器件制造的成品率。通过对器件杜瓦测试电平图、管芯电流电压测试结果及衬底掺杂浓度进行研究,找到了导致探测器信号分层的原因。进一步的理论分析表明,锑化铟衬底上局部的高浓度掺杂区域会对器件性能造成影响。基于此研究,在芯片的制备过程中可采取相应的措施,最大限度地避免后道工序中的无效工作,从而提高锑化铟焦平面器件工艺线的流片效率。     

InSb红外探测器钝化前清洗工艺研究

对InSb红外探测器钝化前清洗工艺进行了研究。在传统清洗方法的基础上增加专用清洗液进行清洗,以优化钝化前InSb材料的表面质量。飞行时间二次离子质谱仪(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry, TOF-SIMS)质谱检测表明,增加专用清洗液清洗工艺后,InSb材料表面的Si杂质浓度降低了约85%,主要有机物杂质浓度降幅约为30%~60%,表面整体杂质含量显著降低。经流片验证,增加专用清洗液进行钝化前表面清洗,I-V性能更优,InSb光伏芯片的长期可靠性显著提高。这说明钝化前InSb材料的表面质量对InSb红外探测器的性能和可靠性具有重要影响。本文提供的钝化前清洗优化方向具有一定的指导意义。     

Cd掺杂扩散诱发InSb晶体缺陷的X光研究

文章采用了双晶衍射和同步辐射X射线貌相实验手段,对扩散掺杂Cd前后InSb单晶中位错密度的变化进行了对比分析。研究证实了扩散会导致InSb位错密度增加,导致双晶衍射的半高宽增加。较低的半高宽数值对应的X射线貌相中未观察到位错线,只有具有较高的半高宽数值的InSb单晶的X射线貌相上才显示了位错线。本文认为酸蚀可以有效去除InSb浅表面的高缺陷层。