PECVD制备纳米晶多晶硅薄膜

以Si(100)为衬底,采用磁控溅射和射频等离子体增强化学气相沉积系统制备了Si(100)/Al膜/非晶Si膜结构的样品。对该样品进行Al诱导真空退火以制备多晶硅薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)和AFM分析薄膜微结构及表面形貌。实验结果表明,在经过500℃、550℃Al诱导退火后,形成了择优取向为〈111〉晶向的多晶硅薄膜。AFM给出了550℃退火后薄膜表面形貌,为100～200nm大小的圆丘状硅晶粒,密集排列在薄膜表面;并对Al诱导真空退火晶化的机理进行了分析。     

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。     

不同气氛保护下退火制备的CuO/SiO2复合薄膜微观结构分析

采用射频磁控共溅射法在Si(111)衬底上沉积Cu/SiO2复合薄膜.然后在N2和NH3保护下高温退火,再于空气中自然冷却氧化,制备出CuO结构,并对其微观结构进行分析.N2保护下退火温度为1100℃时样品中主晶相为立方晶系的CuO(200)晶面,薄膜样品表面出现纳米线状结构,表面组分主要包括Cu,O元素,冷却氧化形成CuO/SiO2复合薄膜.NH3气氛保护下退火,随着退火温度的升高,CuO由单斜晶相逐渐转变为立方晶相,CuO薄膜结晶质量提高.样品于900℃和1100℃退火后,形成有序散落的微米级颗粒,前者由粒状团簇组成,颗粒表面比较粗糙;后者由片融状小颗粒融合而成,颗粒表面比较光滑.     

SiC纳米晶薄膜的制备及发光性质研究

用射频磁控溅射及后退火(800℃、1000℃和1200℃)方法,在Si(111)衬底上制备出了SiC纳米晶(nc-SiC)薄膜。傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射谱(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)形貌像等研究表明,制备出的nc-SiC薄膜具有立方结构;样品经800℃、1000℃退火后,表面的纳米晶粒分别为10nm和20nm左右;而1200℃退火后,样品晶化完全。光致发光(PL)研究表明,nc-SiC薄膜室温条件下发射蓝光,发光峰峰位随退火温度的降低发生蓝移且发光峰强度变大;1000℃退火后样品的发光峰在478nm,800℃退火后发光峰在477nm,800℃退火比1000℃退火的样品发光强度高4倍。     

不同气氛保护下退火制备的CuO/SiO2复合薄膜微观结构分析

采用射频磁控共溅射法在Si (111)衬底上沉积Cu/SiO2 复合薄膜,然后在N2和NH3保护下高温退火,再于空气中自然冷却氧化,制备出CuO结构,并对其微观结构进行分析. N2保护下退火温度为1100℃时样品中主晶相为立方晶系的CuO (200）晶面,薄膜样品表面出现纳米线状结构,表面组分主要包括Cu,O元素,冷却氧化形成CuO/SiO2复合薄膜. NH3气氛保护下退火,随着退火温度的升高,CuO由单斜晶相逐渐转变为立方晶相,CuO薄膜结晶质量提高. 样品于900℃和1100℃退火后,形成有序散落的微米级颗粒,前者由粒状团簇组成,颗粒表面比较粗糙;后者由片融状小颗粒融合而成,颗粒表面比较光滑.     

退火工艺对La-Nb共掺杂Bi_4Ti_3O_(12)薄膜结构的影响

采用sol-gel法制备了Si基Bi3.25La0.75Ti2.94Nb0.06O12.03(BLTN)铁电薄膜,研究了退火温度、升温速率和退火时间对BLTN薄膜微观结构的影响。结果表明:制备的BLTN薄膜具有单一的钙钛矿结构,且为随机取向,表面平整致密;退火温度由550℃升高到750℃时,薄膜的衍射峰强度增强,晶粒尺寸由65 nm增大到110 nm;退火升温速率由10℃/min提高为20℃/min时,薄膜的晶化程度降低;退火时间对薄膜的晶相结构影响不大,但时间超过30 min会造成薄膜表面孔洞增多、致密性下降。     

退火气氛对铝诱导a-Si薄膜结晶过程的影响

以玻璃为衬底,室温条件下采用直流磁控溅射技术制备了Glass/Al/a-Si样品.在H2,N2和空气3种不同气氛中进行了退火处理.分别采用XRD,Raman光谱和SEM研究了退火气氛对a-Si薄膜销诱导晶化(AIC)过程的影响.XRD实验结果表明:a-Si薄膜在H2气氛中400℃下经过90min的退火处理就能得到结晶较好的poly-si薄膜.Raman光谱实验结果表明:在500℃下退火处理,相同时间内H2气氛中a-Si结晶程度最好,空气气氛中结晶程度最差.这是因为高温H2退火过程中,高活性H原子能将弱的Si-Si键破坏,并与之反应形成强Si-Si键,使得薄膜结构更加稳定有序,同时能加速薄膜中氧的外扩散,促使薄膜晶化.     

退火气氛对铝诱导a-Si薄膜结晶过程的影响

以玻璃为衬底,室温条件下采用直流磁控溅射技术制备了Glass/Al/a-Si样品.在H2,N2和空气3种不同气氛中进行了退火处理.分别采用XRD,Raman光谱和SEM研究了退火气氛对a-Si薄膜销诱导晶化(AIC)过程的影响.XRD实验结果表明:a-Si薄膜在H2气氛中400℃下经过90min的退火处理就能得到结晶较好的poly-si薄膜.Raman光谱实验结果表明:在500℃下退火处理,相同时间内H2气氛中a-Si结晶程度最好,空气气氛中结晶程度最差.这是因为高温H2退火过程中,高活性H原子能将弱的Si-Si键破坏,并与之反应形成强Si-Si键,使得薄膜结构更加稳定有序,同时能加速薄膜中氧的外扩散,促使薄膜晶化.     

温度对非晶硅薄膜二次晶化的影响

为研究温度对固相晶化的影响,用玻璃作衬底,在不同温度下用PECVD法直接沉积非晶硅(a-Si:H)薄膜,把在室温、350℃和450℃下沉积的样品,在600℃和850℃下退火3h,把前后样品用拉曼光谱和扫描电镜分析,发现二次晶化后的晶化效果比直接沉积的薄膜好,850℃下退火的薄膜比600℃好。在450℃下沉积、850℃退火3h,SEM观察,表面最大晶粒尺寸为900nm左右。     

CoMnNi氧化物非晶薄膜退火研究

用高频溅射法生长CoMnNi氧化物非晶薄膜并进行退火实验.对不同温度退火的样品作X射线分析及电阻测量.结果表明,CoMnNi氧化物非晶薄膜在低于550℃退火,薄膜发生结构弛豫,电阻率升高;550～750℃温区退火,薄膜结构产生晶化.随着退火温度的升高,晶化程度增强,电阻率逐步下降;高于750℃退火,薄膜开始由立方尖晶石向四方尖晶石结构转化,电阻率增大.还给出了老化实验结果.