TiO2薄膜的热处理晶化及形貌研究

对Si(111)和Si(100)衬底上用化学气相沉积法制成的TiO2薄膜进行了不同温度的热处理，并用原子力显微镜对处理后薄膜的形貌变化进行了观察。X－射线衍射分析表明形貌变化过程即晶化过程。晶化物相为金红石。晶化程度（或形貌变化程度）与热处理的温度有次数（或热处理时间）有关。Si(111)衬底上TiO2晶化形貌为杂乱分布的柱状、板状，定向不好；而Si(100）衬底上TiO2晶化形貌为定向较好的四方柱状或板状，这是因为Si(100)与金红石（001）都属四方对称结构，两相结构在此方向上容易匹配的结果。在相同热处理条件下，Si(111)衬底比Si(100)衬底上TiO2晶化程度高，说明非定向附生的晶化作用比定向附生的晶化作用容易实现。     

多晶硅薄膜的两步激光晶化技术

采用两步激光晶化技术获得了多晶硅薄膜，分析计算了激光晶化时薄膜中的温度分布及表面温度与激光功率密度的关系，利用计算结果并优化了激光晶化时的工艺参数，采用该技术制备了性能优良的顶栅多晶硅薄膜晶体管，测量了薄膜晶体管的转移特性与输入输出特性，从多晶硅薄膜的制备工艺上分析了提高薄膜晶体管性能的原因。     

非晶薄膜晶化的频谱研究

选择一定的退火温度和退火时间，ＣｏＭｎＮｉＯ非晶薄膜可以晶化为晶粒尺寸几个至几十个纳米的微晶薄膜．复阻抗频谱和电导频谱研究表明，这种微晶薄膜的粒间效应增强，在一定频率范围内微晶薄膜的电导低于非晶薄膜的电导．认为这种微晶薄膜的粒间组成是许多个原子尺度大小的无规网络，微晶薄膜的结构为纳米晶粒和非晶网络组成的两相结构，电导符合多渠道导电模型．     

激光晶化制备多晶硅薄膜技术

激光晶化是一种制作晶硅薄膜器件(如薄膜晶体管、太阳能电池)很有效的技术.展望了低温多晶硅薄膜的应用前景,详细介绍了近几年激光晶化制备多晶硅薄膜技术的研究成果,并就激光对非晶硅作用的原理作了简单讨论.     

多晶硅薄膜的新型激光晶化制备方法

采用两步激光晶化方法制备了多晶硅薄膜 ,其晶粒尺寸为 1.1μm,比用传统单步晶化制备的薄膜晶粒尺寸大 ,表明该方法对扩大晶粒尺寸很有效。拉曼光谱分析表明 0 .30 J/ cm2晶化的薄膜结晶程度已很高     

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%。     

用金属诱导-准分子激光晶化法制备多晶硅薄膜

提出了一种新的晶化方法——金属诱导-准分子激光晶化法(MI-ELA)。该方法在制备多晶硅(p-Si)薄膜中包括两个步骤：第一步是用镍金属诱导方法(MIC)通过热退火形成NiSi2；第二步是再通过准分子激光退火方法(ELA)晶化形成p-Si。通过用XRD、Raman与SEM测试，研究了p-Si的结晶性和表面形貌特征。研究发现，MI-ELA方法制备的p-Si与传统的ELA方法和MIC方法相比在形貌上不一样，而且从XRD的特征峰强度可以看出在结晶度上有进一步提高。这个结果源于用MIC方法形成的且与e-Si晶格匹配的NiSi2在ELA中起到晶核的作用。这种晶化方法说明，在ELA中，晶粒生长不再仅仅依赖于熔融非晶硅和氧化物表面上残存的随机的固体a-Si作为成核媒介。这种方法不但可以提供晶粒稳定生长条件，而且也可能使获得更大晶粒粒度的激光晶化能量展宽。     

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。     

XeCl激光晶化制备多晶硅薄膜及椭偏谱分析

采用新型的两步激光晶化技术在玻璃衬底上制备出性能良好的多晶硅薄膜 ,并制作了多晶硅薄膜晶体管 ,其迁移率为 10 3cm2 /V·s ,开关态电流比为 1× 10 7。采用椭偏光谱法分析了薄膜的结构 ,并提出多层膜模型模拟薄膜结构。测量结果与计算数据十分吻合。     

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。     

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。     

光催化活性TiO2薄膜的研究进展

讨论了影响TiO2薄膜光催化性能的主要因素,如TiO2薄膜的晶体结构、晶粒尺度以及薄膜表面积和厚度等。介绍了提高TiO2薄膜光催化活性的三种主要途径,包括表面预处理、复合半导体以及金属沉积。对TiO2薄膜几种重要的制备方法和应用事例进行了叙述,并展望了此功能薄膜的应用前景。     

退火温度对生长在TiO2缓冲层上的ZnO薄膜的影响

采用电子束蒸发技术在TiO2缓冲层上沉积了ZnO薄膜,研究了不同的退火温度对薄膜晶化质量及发光性质的影响. 利用X射线衍射仪和扫描探针显微镜分析了薄膜样品的结构性质,利用荧光光谱仪研究了薄膜样品的光致发光性质. 分析结果表明,退火处理后的ZnO薄膜都沿c轴择优生长. 在600℃下退火的样品具有最强的（002）衍射峰、最强的紫外发射和最弱的可见光发射,其晶粒大小均匀,紧密堆积. 而对于在500和700℃下退火的样品,其可见光发射较强. 这表明在600℃下退火的样品具有最好的晶化质量.     

退火温度对生长在TiO2缓冲层上的ZnO薄膜的影响

采用电子束蒸发技术在TiO2缓冲层上沉积了ZnO薄膜,研究了不同的退火温度对薄膜晶化质量及发光性质的影响.利用X射线衍射仪和扫描探针显微镜分析了薄膜样品的结构性质,利用荧光光谱仪研究了薄膜样品的光致发光性质.分析结果表明,退火处理后的ZnO薄膜都沿c轴择优牛长.在600℃下退火的样品具有最强的(002)衍射峰、最强的紫外发射和最弱的可见光发射,其晶粒大小均匀.紧密堆积.而对于在500和700℃下退火的样品,其可见光发射较强.这表明在600℃下退火的样品具有最好的晶化质量.     

Poly-Si Thin Film Grown by Excimer Laser Crystallization and Its Ellipsometric Analysis

A novel approach of two-step laser crystallization for the growth of poly-Si thin film on glass substrate is investigated. Using this approach, we fabricated poly-Si thin film transistors with electron mobility of 103 cm2/V·s and on/off current ratio of 1×10~7.They are better than those of the poly-Si TFTs fabricated by conventional single-step excimer laser crystallization. We also analyzed the structure of the laser crystallized poly-Si thin film by spectroscopic ellipsometry, and proposed the models to simulate the poly-Si thin film and calculated the ellipsometric spectra. The calculated results are in good agreement with the measured results.     

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。     

TiO_2纳米薄膜的制备及应用进展

TiO_2纳米薄膜在光催化、传感、环境工程等领域具有广阔的应用前景,本文根据国内外的研究报道及作者对TiO_2纳米薄膜的研究,简单地介绍了它的制备方法和应用。