激光脉冲频率对纳米Si晶薄膜形貌的影响

在气压为10 Pa的惰性气体Ar环境下,采用XeCl准分子激光器(波长308 nm),调整激光单脉冲能量密度为4 J/cm2,激光烧蚀电阻率为3000Ω.cm的高纯单晶Si靶,在玻璃或Si衬底上沉积制备了纳米Si晶薄膜。实验中靶和衬底间距离保持为3 cm,对衬底既没有加温也没有冷却。拉曼(Raman)谱测量结果表明,所制备的薄膜中已有纳米Si晶粒形成。保持脉冲总数不变,分别取激光脉冲频率为1 Hz,3 Hz,10 Hz和20 Hz,相应沉积时间约为10 min,3.3 min,1 min和0.5 min,采用扫描电子显微镜(SEM)观察所得样品的表面形貌,不同脉冲频率下的结果比较显示,脉冲频率越大,制备的纳米Si晶薄膜的平均晶粒尺寸就越小,晶粒尺寸分布也越均匀。沉积动力学过程的非线性是导致实验出现该结果的原因。     

非晶硅薄膜的准分子激光晶化研究

利用Kr准分子激光器晶化非晶硅薄膜, 研究了不同的激光能量密度和脉冲次数对非晶硅薄膜晶化效果的影响.利用X 射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对晶化前后的样品的物相结构和表面形貌进行了表征和分析.实验结果表明, 在激光频率为1 Hz 的条件下, 能量密度约为180 mJ/cm2时,准分子激光退火处理实现了薄膜由非晶结构向多晶结构的转变;当大于晶化阈值180 mJ/cm2小于能量密度230 mJ/cm2时, 随着激光能量密度增大, 薄膜晶化效果越来越好;激光能量密度为230 mJ/cm2时, 晶化效果最好、晶粒尺寸最大, 约60 nm, 并且此时薄膜沿Si(111)面择优生长;脉冲次数50 次以后对晶化的影响不大.     

激光波长对非晶硅薄膜晶化效果的影响

为研究波长对连续激光晶化非晶硅(a-Si) 薄膜过程的影响,利用连续Ar＋-Kr＋激光对a-Si薄膜晶 化,在5ms固定照射时间下,改变激光波长,采用拉曼光谱测试技术和场发射扫描电子显微 镜(SEM)研究在不同 激光功率密度下薄膜晶化后的特性。结果表明,a-Si薄膜的晶化阈值随着波长的 增大而增大,当波长为 458nm时薄膜晶化阈值为13.2kW/cm²,波长 为647nm时,晶化阈值为19.2kW/cm²;在激光功率密度范 围为0～27.1kW/cm²内,薄膜的最大晶化率受波长的影响相对较小 ,但总体也随着波长的增大而呈增大 趋势,当波长为647nm时,在激光功率密度26.5kW/cm²处,晶化率达到最大值75.85%。     

非晶硅薄膜的YAG激光晶化工艺研究

应用YAG激光器在不同工艺条件(激光脉冲频率及脉宽)下对非晶硅薄膜进行了微晶化处理。采用XRD和AFM对所制薄膜的物相结构和表面形貌进行了分析,并探索了激光脉冲占空比对非晶硅薄膜晶化的影响。结果表明,非晶硅薄膜在不同激光脉冲占空比情况下的结晶变化趋势均为多晶硅衬底表层先非晶化,后与非晶硅薄膜一起结晶,而利于其结晶的最佳占空比为1/25。已晶化硅薄膜的晶粒尺寸随占空比的增加先变大后变小。     

非晶硅薄膜激光晶化及其结构分析

以射频(频率为13.6MHz)磁控溅射系统制备的非晶硅薄膜为前驱物,采用激光晶化技术实现从非晶硅薄膜到纳米晶硅薄膜的相变过程。采用拉曼光谱仪和高分辨透射电镜对激光晶化薄膜的组织结构进行了研究。结果表明:薄膜由非晶硅结构转变为微晶硅结构,微晶硅晶粒尺寸在纳米级。激光晶化存在一个最佳工艺参数,功率太高或太低都不利于晶化。     

连续氩氪离子激光晶化非晶硅薄膜的研究

为了研究连续激光晶化非晶硅薄膜中激光功率密度对晶化效果的影响,利用磁控溅射法制备非晶硅薄膜,采用连续氩氪混合离子激光器对薄膜进行退火晶化,用显微喇曼光谱测试技术和场发射扫描电子显微镜研究了薄膜在5ms固定时间下不同激光功率密度对晶化效果的影响,并对比了普通玻璃片和石英玻璃两种衬底上薄膜晶化过程的差异。结果表明,在一定激光功率密度范围内(0kW/cm2~27.1kW/cm2),当激光功率密度大于15.1kW/cm2时,普通玻璃衬底沉积的非晶硅薄膜开始实现晶化;随着激光功率密度的增大,晶化效果先逐渐变好,之后变差;激光功率密度增大到24.9kW/cm2时,薄膜表面呈现大面积散落的苹果状多晶硅颗粒,晶粒截面尺寸高达478nm ;激光功率密度存在一个中间值,使得晶化效果达到最佳;石英衬底上沉积的非晶硅薄膜则呈现与前者不同的结晶生长过程,当激光功率密度为19.7kW/cm2时,薄膜表面呈现大晶粒尺寸的球形多晶硅颗粒,并且晶粒尺寸随着激光功率密度的增大而增大,在 27.1kW/cm2处晶粒尺寸达到最大5.38m。研究结果对用连续激光晶化法制备多晶硅薄膜的研究具有积极意义。     

衬底温度对脉冲激光沉积制备ZnO性能的影响

本文采用脉冲激光沉积（PLD）(KrF准分子激光器：波长248 nm,频率5Hz,脉冲宽度20 ns）方法在氧气气氛中以高纯Zn（99.999%）为靶材、在单晶硅和石英衬底表面成功生长了ZnO薄膜。通过X射线衍射仪、表明轮廓仪、荧光光谱仪、紫外可见分光光度计对合成薄膜材料的晶体结构、厚度、光学性质等进行了研究,分析了衬底温度变化对其性能的影响。实验结果表明我们使用PLD法在室温下可以制备出了高度结晶取向、高透过率和近带边发射的高质量ZnO薄膜。     

脉冲激光沉积法制备PZT铁电薄膜及衬底温度对膜的影响

采用脉冲激光沉积法在Si(10 0 )衬底上制备了Pb(Zr0 .52 Ti0 .4 8)O3 铁电薄膜 ,并用X射线衍射 (XRD) ,扫描电镜 (SEM )对其结构、形貌以及结构随沉积时衬底温度的变化进行了研究。由脉冲激光制备薄膜的机制出发 ,从PbO ,ZrO2 和TiO2 熔融体的化学反应及应力造成能量释放引起的相变两方面分析了铅基铁电薄膜制备时衬底温度的影响。     

在柔性衬底上制备的非晶硅薄膜力学性能研究

以聚酰亚胺膜作为柔性衬底材料,用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备氢化非晶硅薄膜.喇曼(Raman)光谱分析表明适当温度下的退火工艺使氢化非晶硅薄膜具有均匀的微硅晶体结构和良好的表面质量.在扫描电子显微镜下进行的力学性能实验研究表明,由于非晶硅薄膜和聚酰亚胺膜之间较强的相互作用,使非晶硅薄膜具有优异的柔韧力学性能,可以在5mm以上的曲率半径下保持良好的弹性变形能力,在受拉伸情况下可以达到1.7%的弹性形变范围,抗拉伸强度达到1.45GPa,完全能够贴附于一般规则和不规则曲面并承受较大的应力作用.     

衬底温度对ZnO薄膜特性的影响

用脉冲激光沉积(PLD)的方法制备ZnO薄膜。通过对薄膜的X射线衍射(XRD)测试,分析了不同衬底温度下薄膜的结晶状况;通过对薄膜的光致发光谱线的测试,分析了不同衬底温度下薄膜的光致发光状况,同时进行了薄膜表面结构的测试。结果显示,衬底温度为400℃的样品结晶质量较高,具有C轴的择优取向,同时发光性能达到相对优化。     

氟掺杂对非晶硅薄膜特性的影响

采用电容结构研究了氟(F,Flourine)掺杂非晶薄膜漏电、击穿以及温度特性。结果表明,氟掺杂钝化了非晶膜中的缺陷和悬挂键,使非晶薄膜漏电降低两个数量级,同时使击穿电压升高。掺杂非晶薄膜的漏电与温度呈指数增长,增长系数为0.0375 K^-1,击穿电压随温度线性减小,系数为0.012 V·K^-1。     

非晶硅薄膜光谱响应研究

利用Matlab软件计算了基于本征吸收的非晶硅薄膜的光谱响应,仿真出由多个不同带隙的薄膜组成的非晶硅薄膜的光谱响应,仿真了薄膜厚度、光学禁带宽度参数对非晶硅薄膜光谱响应的影响,设计出一种渐变带隙的非晶硅薄膜。结果表明渐变带隙的非晶硅薄膜能有效拓宽薄膜的光谱响应范围,也能提高光谱中对各个波长的响应值。     

非晶硅薄膜YAG激光微晶化晶粒生长研究

以单晶硅(111)为衬底,以等离子体增强化学气相沉积技术制备的非晶硅薄膜为前驱物,采用YAG激光晶化技术实现从非晶硅薄膜到纳米晶硅薄膜的相变过程。采用X射线衍射仪和原子力显微镜对YAG激光晶化薄膜进行了表征与分析。结果表明:薄膜的晶粒尺寸在纳米级;随着激光脉冲频率的增加,晶粒尺寸先变大后变小,其最佳结晶频率区间为10～12 Hz。     

PECVD制备非晶硅薄膜的均匀性控制方法研究

针对用于制备非晶硅薄膜的PECVD设备反应室的流体场进行了模拟仿真,并实验制备了相对应条件下的非晶硅薄膜,利用台阶仪完成了对薄膜厚度的测量,对比仿真结果,发现薄膜的厚度分布情况与基片表面附近的气流分布情况密切相关,获得均匀性优于2.5％非晶硅薄膜.     

准分子激光诱导非晶硅晶化制备多晶硅薄膜晶体管

讨论了用准分子激光诱导非晶硅晶化法制备多晶硅薄膜晶体管的结构与工艺优化问题。用 Xe Cl准分子激光器对 PECVD法生长的非晶硅薄膜进行了诱导晶化处理 ,成功制备了多晶硅薄膜晶体管 ,获得最大场效应迁移率为 1 4.5cm2 /V· s,亚阈值斜率为 1 .9V/dec,开关电流比为 1 .0× 1 0 6的器件性能。     

微波退火非晶硅薄膜低温晶化研究

多晶硅薄膜晶体管以及其独特的优点在液晶显示领域中起着重要的作用。为了满足在普通玻璃衬底上制备多晶硅薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器,低温制备（＜600℃高质量多晶硅薄膜已成为研究热点。文章研究了一种低温制备多晶硅薄膜的新工艺;微波退火非晶硅薄膜固相晶化法,利用X射线衍射、拉曼光谱和扫描电镜分析了微波退火工艺对非晶硅薄膜固相晶化的影响,成功实现了低温制备多晶硅薄膜。     

脉冲准分子激光制备PCLT热释电薄膜

采用脉冲激光沉积的方法,在Pt/SiO_2/Si衬底上制备了掺Ca的(Pb,La)TiO_3薄膜。薄膜呈多晶结构,具有较好的铁电性和热释电性。由于掺Ca的作用,使薄膜的材料探测优值和电压响应优值几乎与单晶MgO衬底上的c轴取向的PbTiO_3或(Ph,La)TiO_3薄膜相比拟。这些较好的实验结果是在硅基衬底上的铁电薄膜中获得的,因而对研制单片集成的红外热释电阵列将有一定的意义。     

金属诱导非晶硅薄膜低温晶化

介绍了一种非晶硅 (a- Si)薄膜低温晶化的新工艺 :金属诱导非晶硅薄膜低温晶化。研究了各种 a- Si/金属双层膜退火后的晶化情况。利用 X射线衍射分析了结晶硅膜的结构 ,通过光学显微镜观察了 Al诱导 a- Si薄膜晶化后的表面形貌 ,并初步探讨了金属诱导非晶硅薄膜低温晶化的机理     

SnO2薄膜的脉冲激光沉积

采用脉冲激光沉积技术制备了ＳｎＯ２薄膜。Ｘ射线衍射结构分析表明薄膜为非晶态。在６００℃温度下退火后，由非晶薄膜转变为多晶薄膜。研究了多晶ＳｎＯ２薄膜的光电特性。在４００ｎｍ至７００ｎｍ的可见光范围内，其透过率保持在７０％到９０％。电阻率为１．９×１０－１Ωｃｍ。