Cr/Cu/Al/Cr薄膜电极的防氧化性能

采用Al作为Cu导电层的主要防氧化保护层,在普通浮法玻璃上利用磁控溅射和湿法刻蚀技术制备Cr/Cu/Al/Cr复合薄膜及其电极,研究不同的热处理温度对复合薄膜及其电极的结构、表面形貌和导电性能的影响。由于有Al层作为保护层,在热处理过程中,Al先与穿过Cr保护层的氧进行反应,从而可以更有效地保护Cu膜层在较高的温度下不被氧化,所制备的薄膜在经过600℃的热处理之后仍然具有较好的导电性能。而对于Cr/Cu/Al/Cr电极,侧面裸露的金属层在热处理过程中的氧化是其导电性能逐渐下降的主要原因,退火温度超过500℃之后,电极侧面裸露部分的氧化范围不断往电极的中间扩散,导致了薄膜电极导电性能显著恶化。虽然如此,Cr/Cu/Al/Cr薄膜电极在430℃附近仍然具有较好的导电性能,电阻率为7.3×10-8Ω.m,符合FED薄膜电极的要求。以此薄膜电极构建FED显示屏,通过发光亮度均匀性的测试验证了Cr/Cu/Al/Cr电极的抗氧化性。     

n-GaN表面Ti/Al/Ti/Au电极的电学特性

实验研究了淀积在GaN上的Ti/Al/Ti/Au电极的电学和热学特性,绘制了不同退火温度下的I-V曲线,得到了最低的欧姆接触电阻率(ρs=1.2×10-4 Ω·cm2),并通过X射线衍射谱分析了GaN与Ti/Al/Ti/Au电极接触表面在退火过程中的固相反应.实验结果表明,在Ti/Al表面增加Ti/Au保护层能够保证Al层在高温时不发生球化和氧化,电极更稳定可靠能够进一步提高欧姆接触特性.     

粉末靶磁控溅射制备AZO/Ag/AZO透明导电薄膜的特性

室温下采用射频磁控溅射粉末靶,在玻璃基底上制备了掺铝氧化锌/银/掺铝氧化锌(AZO/Ag/AZO)三层透明导电薄膜.通过优化中间银层厚度,优化了三层透明导电薄膜的光电性能.采用原子力显微镜和X射线衍射仪分别对薄膜的形貌和结构进行检测分析;采用紫外可见分光光度计和霍尔效应仪分别对薄膜的光电性能进行检测分析.结果表明,所制备的三层膜表面平整,颗粒大小错落均称;三层膜呈现多晶结构,AZO层薄膜具有(002)择优取向的六方纤锌矿结构,Ag层薄膜具有(111)择优取向的立方结构;当三层薄膜为AZO (20 nm) /Ag(12 nm) /AZO (20 nm)时,在550 nm处的透光率为88％,方块电阻为4.3Ω/□,电阻率为2.2×10-5 Ω·cm,载流子浓度为2.8×1022/cm3,迁移率为10 cm2/ (V·s),品质因子为3.5×10-2 Ω-1.     

Ti/Al/Ni/Au金属体系在N-polar GaN上的欧姆接触特性

利用金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)在SiC衬底上外延生长了N-polar GaN材料,采用传输线模型(TLM)分析了Ti/Al/Ni/Au金属体系在N-polar GaN上的欧姆接触特性.结果表明,Ti/Al/Ni/Au (20/60/10/50 nm)在N-polar GaN上可形成比接触电阻率为2.2×10-3Ω·cm2的非合金欧姆接触,当退火温度升至200℃,比接触电阻率降为1.44×10-3 Ω·cm2,随着退火温度的进一步上升,Ga原子外逸导致欧姆接触退化为肖特基接触.     

重掺杂p型SiC晶片Ni/Al欧姆接触特性

系统研究了Al和Ni/Al两种金属体系在重掺杂p型SiC晶片上的欧姆接触特性和电学性质。利用X射线衍射、扫描电子显微镜和综合物性测量系统对这两种电极表面的微观结构和样品的电学性质进行了表征。结果表明：在真空环境下经过800℃退火后Al电极可呈现出欧姆接触行为,其比接触电阻率为1.98×10^-3Ω·cm²,退火处理后Al电极与SiC在接触界面形成化合物Al₄C₃,有助于提高接触界面稳定性。在Ni/Al复合体系中,当Ni金属层厚度为50 nm时,其比接触电阻率显著降低至4.013×10^-4Ω·cm²。退火后Ni与SiC在接触界面生成的Ni₂Si有利于欧姆接触的形成和降低比接触电阻率。研究结果可为开发液相法生长的p型SiC晶片电子器件提供参考。     

基于ZnO/Al2O3缓冲层制备耐高温SAW器件电极

为了声表面波(SAW)器件能在高温环境(不小于1 000 ℃)中工作,该文设计并在La3Ga5SiO14压电衬底上制作Pt/ZnO/Al2O3多层复合薄膜电极,利用ZnO/Al2O3组合缓冲层增强了Pt薄膜电极在极端高温条件下的导电稳定性。制备的SAW器件在经历3次1 000 ℃高温热处理后仍保持稳定的回波损耗系数S11。实验结果表明,ZnO/Al2O3组合缓冲层结构在提高SAW器件电极高温导电稳定性方面具有一定的潜在应用价值。     

p型GaN上Pd/NiO/Al/Ni反射电极欧姆接触的热稳定性研究

研究了p型GaN上Pd/NiO/Al/Ni反射电极欧姆接触的比接触电阻率、热稳定性,以及光学反射率。与传统Pd/Al/Ni电极相比,Pd/NiO/Al/Ni电极的欧姆接触在氮气环境中经300℃下热处理10min后,仍保持低比接触电阻率(小于5×10-4Ω·cm2)和高反射率(大于80%@365nm)。研究获得的优化Pd/NiO层厚度为1nm/2nm,此时的Pd/NiO/Al/Ni反射电极既能形成良好的欧姆接触,拥有低比接触电阻率,又能减少对紫外光的吸收,保持高反射率。研究表明适当的NiO层厚度能够有效地防止热处理过程中上层Al金属向p-GaN表面层的渗入,对于制备高质量的Al基反射电极至关重要。     

无机介质集成薄膜电容的制备研究

以Cr/Ag/Cr金属膜系为电极,电子束蒸发镁橄榄石(2MgO·SiO2)膜为绝缘介质,在陶瓷基片(表面较粗糙)上制备了MIM结构无机集成薄膜电容。光学显微镜和扫描电镜分析显示,电容的绝缘强度和介电性能主要取决于介质膜致密程度。沉积后适当的热处理有助于改善电容性能,但过度的热处理却可能导致由晶化和扩散引起的负面作用。所得电容击穿场强达到了107V/m以上,5MHz频率tanδ为0.01。     

电子束蒸发Al2O3/TiO2复合膜及在无机EL中的应用

开发高可靠性的绝缘层薄膜几十年来一直是TFEL显示器研制中的重要努力方向之一。采用双靶脉冲电子束蒸发法制备了Al2O3/TiO2单元结构为10nm/10nm、20nm/20nm、40nm/40nm、总厚度约600nm的多层复合薄膜,同时采用共蒸发法制备了800nm的AlxTiyOz复合薄膜,研究了它们的介电性能,并与Al2O3、TiO2单层膜的介电性能做了比较,最后将性能较优的AlxTiyOz薄膜应用到ZnS∶MnTFEL器件中。Al2O3/TiO2多层复合膜随着结构单元中Al2O3、TiO2厚度由10nm增至40nm,介电常数由20.2减小到16.1,击穿场强由154MV/m增至174MV/m,反映介电损耗的参数ΔVy由0.09V降为0.04V,在50MV/m下漏电流密度由1×10-6A/cm2增至1×10-4A/cm2,品质因子由2.62μC/cm2降为2.46μC/cm2。AlxTiyOz薄膜的品质因子大于3.6μC/cm2,应用于ZnS∶MnTFEL器件中获得在200Hz下较高的L50(58cd·m-2)、很低的阈值电压(60~70V),而且各个像素的L-V性能有很好的重复性。     

YSZ/Al_2O_3复合薄膜高温绝缘层的研究

采用电子束蒸发、射频磁控溅射、等离子喷涂等方法,在镍基高温合金基底上制备YSZ(质量分数12%Y2O3稳定的Zr O2)、Al2O3复合薄膜结构绝缘层,并研究了复合薄膜结构绝缘层在室温到800℃范围内的绝缘特性,以及高温对复合薄膜晶体结构和表面形貌的影响。结果表明:晶态YSZ/非晶态YSZ/Al2O3结构绝缘层在室温下的绝缘电阻大于1.2 GΩ,在800℃大气环境下有150 kΩ左右的绝缘电阻。在室温到800℃范围内,随温度升高其绝缘电阻呈近指数下降的变化规律。经过在800℃大气环境中热处理8 h,YSZ的立方相结构未发生改变,Al2O3表面十分致密,表明该复合结构绝缘层薄膜具有良好的高温绝缘性能和稳定性。     

Bulk-like Al/Ag bilayer film due to suppression of surface plasmon resonance for high transparent organic light emitting diodes

We demonstrate the enhanced optical and electrical properties of an ultrathin silver (Ag) film by applying an aluminum (Al) seed layer between LiF and Ag as a transparent cathode for higher-transparency organic light-emitting diodes (OLEDs). Although the thickness ranges from 4 to 8 nm, the ultrathin Ag film is a continuous and uniform bulk-like film with an Al seed layer, which suppresses the surface plasmon absorption. Compared to an Ag-only cathode, the measured transmittance spectra were considerably increased, comparable with the theoretical calculations of a bulk Al/Ag bilayer film. The Al/Ag bilayer cathode has a transmittance of 87% at a 550 nm wavelength and a sheet resistance of 19.5 Ω/sq with a 4-nm-thick Ag layer. The transparent OLED devices that employed the Al/Ag cathode showed a transmittance of 72% at a 550 nm wavelength for an Ag thickness of 6 nm.     

Investigation of Ti/Al and TiN/Al thin films as the stable ohmic contact for p-type 4H-SiC

Interfacial reactions, surface morphology, and current-voltage (I-V) characteristics of Ti/Al/4H-SiC and TiN/Al/4H-SiC were studied before and after high-temperature annealing. It was observed that surface smoothness of the samples was not significantly affected by the heat treatment at up to 900°C, in contrast to the case of Al/SiC. Transmission electron microscopy (TEM) observation of the Ti(TiN)/Al/SiC interface showed that Al layer reacted with the SiC substrate at 900°C and formed an Al-Si-(Ti)-C compound at the metal/SiC interface, which is similar to the case of the Al/SiC interface. The I-V measurement showed reasonable ohmic properties for the Ti/Al films, indicating that the films can be used to stabilize the Al/SiC contact by protecting the Al layer from the potential oxidation and evaporation problem, while maintaining proper contact properties.     

高Al组分n-AlGaN的Ti/Al/Ti/Au欧姆接触

采用Ti/Al/Ti/Au多层金属电极对高Al组分n-AlxGa1-xN(x=0.6)欧姆接触的制备进行了研究,通过优化Ti接触层厚度以及合金退火条件,获得了较低的比接触电阻率(5.67×10-5Ω.cm2)。研究证实,Ti接触层厚度对欧姆接触特性有着重要影响,同时发现,高低温两步退火方式之所以能够改善欧姆接触特性的本质是与Al3Ti及TiN各自的生成条件直接相关,即低温利于生成Al3Ti,高温利于生成TiN,而这对n型欧姆接触的有效形成至关重要。     

垂直结构GaN基LED用Ni/Ag反射镜电极

Ni/Ag/Ti/Au金属系反射镜电极广泛用于GaN基垂直结构发光二极管(LED)的传统制造工艺.这种电极需要进行高温长时间整体退火才能获得高质量的欧姆接触,但对电极的反射率和器件性能影响较大.介绍了一种新工艺方法,该方法将电极分解为接触层和反射层,降低反射层经历的退火温度和时间,获得了拥有良好的欧姆接触特性和高反射率的反射镜电极,解决了传统电极光学性能和电学性能相互制约的问题.首先生长极薄的Ni/Ag作为接触层,对接触层进行高温长时间退火后再生长厚层Ag作为反射层,之后再进行一次低温退火.使得对反射起主要作用的反射层免于高温长时间退火,相较于传统Ni/Ag/Ti/Au电极,该方法在获得更优良的欧姆接触的同时,提升了电极的反射率.在氧气氛围下进行500℃接触层退火3 min,400℃整体退火1 min后,电极的比接触电阻率为1.7×l0-3Ω·cm2,同时在450 nm处反射率为93％.     

脉冲激光沉积Al/Ag掺杂功能梯度薄膜

为了寻找制备梯度金属薄膜的新方法和新工艺,采用脉冲准分子激光扫描沉积技术,在Si(100)单晶衬底上沉积了Al/Ag掺杂功能梯度薄膜,并采用SEM和XPS对制备的薄膜进行了微观分析。分析结果表明,运用合适的激光参数和辅助放电,在沉积温度300℃时,制备出了Al/Ag组分比近似为5:1的掺杂梯度薄膜。该实验方法说明,利用脉冲激光与金属掺杂靶相互作用沉积梯度金属薄膜是可行的。     

A printing technology combining screen-printing with a wet-etching process for the gate electrodes of organic thin film transistors on a plastic substrate

We have developed a practical printing technology for the gate electrode of organic thin film transistors (OTFTs) by combining screen-printing with a wet-etching process using nano-silver (Ag) ink as a conducting material. An Ag film was deposited onto a PVP (polyvinylphenol)-coated PC (polycarbonate) plastic substrate by screen-printing with nano-Ag ink, where Ag content of 20 wt.% was mixed using a terpineol solvent. Subsequently, the film was cured at 200 °C for 60 min, and then finally wet-etched through patterned positive photo-resist masks. The screen-printed Ag electrode exhibited a minimum line width of ∼5 μm, a thickness of ∼65 nm, and a resistivity of ∼10⁻⁶ Ω cm, producing good geometrical and electrical characteristics for a gate electrode. Additionally, it also provided good step coverage with the PVP dielectric layer, and consequently leakage current between the gate and source/drain electrodes was eliminated. Moreover, the electrical characteristic of the screen-printed Ag electrode was not significantly changed even after a bending test in which the Ag electrodes were bent with a bending radius of 6 mm and 2500 iterations of cyclic bending. OTFTs with the screen-printed Ag electrode produced a saturation mobility of 0.13 cm²/Vs and a current on/off ratio of 1.79 × 10⁶, being comparable to those of an OTFT with a thermally evaporated Al gate electrode.     

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。