低温下磁控溅射AlN薄膜择优取向研究

研究了衬底温度从-20~20 ℃下射频磁控溅射AlN薄膜的择优取向程度。利用X线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和场发射电子显微镜（FESEM）对AlN薄膜的晶体结构、粗糙度及表面和断面形貌进行了分析。研究结果表明,当衬底温度低于0 ℃时,AlN薄膜中的（100）衍射峰消失,AlN薄膜以（002）面择优取向生长。当衬底温度降低时,AlN薄膜的晶粒大小和表面粗糙度减小。AlN薄膜在0 ℃下沉积具有最佳的择优取向程度和较低的表面粗糙度。     

c轴择优取向AlN薄膜的制备研究

采用MOCVD法在蓝宝石(0001)单晶衬底上生长AlN压电薄膜。用XRD和原子力显微(AFM)技术表征薄膜的微观结构。研究了衬底温度、TMA和NH3流量、反应室气压对AlN薄膜织构特性的影响,并对薄膜生长的工艺参数进行了相应优化。结果表明:在优化条件下制备的AlN薄膜高度c轴择优取向,(0002)峰摇摆曲线半高宽仅为0.10°,且薄膜表面平整,椭圆偏振法测出其折射率为2.0～2.4。     

射频磁控溅射生长C轴择优取向AIN压电薄膜

采用射频磁控反应溅射工艺，在Si（400）衬底上制备了高c轴取向的AlN薄膜。用X射线衍射仪（XRD）分析了薄膜特征。研究了不同的Ar／N2比、衬底偏压、工作压强对AlN薄膜c轴择优取向的影响。研究了AlN薄膜在以氮终止的硅衬底和纯净硅衬底两种表面状态的生长机制，发现在以氮终止的硅衬底表面生长的AlN薄膜非常容易得到c轴择优取向的AlN薄膜。     

PLD法生长Al2O3基ZnO薄膜的特性

在不同衬底温度下,用脉冲激光沉积法(PLD),在Al2O3(0001)平面上生长了ZnO薄膜。研究了衬底温度对其结晶质量、电学性质以及发光性质的影响。结果显示:XRD在2θ为34°处出现了唯一的ZnO(0002)衍射峰;ZnO薄膜的电阻率随衬底温度的升高而增大;在衬底温度为500℃时,出现了位于410nm附近的特殊的光致发光(PL)峰。     

硅基GaN薄膜的外延生长

本文报道采用简便的真空反应法在Ｓｉ（１１１）衬底上生长出了六方结构的ＧａＮ单晶薄膜,并对ＧａＮ薄膜的表面形貌、结晶学性质和光学特性作了研究．ＳＥＭ表明外延层表面光亮平整,无裂纹出现,ＸＲＤ图谱上有一ＧａＮ（０００２）衍射峰,其半高宽为０．５°,室温下的光致发光谱在３７３ｎｍ处有一个很强的发光峰,其半高宽为８ｎｍ（３５．７ｍｅＶ）．     

有机薄膜衬底ITO透明导电膜的结构和光电特性

我们用反应蒸发法在氧分压２×１０－２Ｐａ、衬底温度８０～２４０℃条件下蒸发铟－锡合金，在有机薄膜衬底上制备出ＩＴＯ膜，并研究了其结构和光电特性随制备衬底温度的变化．制备膜的最佳取向为（１１１）方向，迁移率为２０．７～３６．７ｃｍ２·Ｖ－１·ｓ－１，载流子浓度为（１．７～４．４）×１０２０ｃｍ－３，适当调节制备参数，可得电阻率为６．６３×１０－４Ω·ｃｍ、在可见光区透过率达８２％的有机薄膜衬底ＩＴＯ膜     

硅基AlN薄膜制备技术与测试分析

采用直流磁控反应溅射法,在Si(100),Al/Si(100)和Pt/Ti/Si(100)等多种衬底上制备了用于MEMS器件的AlN薄膜．用XRD和AES对薄膜的结构和组分进行了分析,通过优化工艺参数,得到了提高薄膜择优取向的方法,并分析了不同衬底上AlN晶粒生长的有关机理．制备的AlN薄膜显示出良好的〈002〉择优取向性,摇摆曲线的半高宽达到5.6°．     

Si(111)衬底上生长的GaN的形貌与AlN缓冲层生长温度的关系

利用LP-MOCVD技术在Si（111）衬底上,用不同温度生长AlN缓冲层,再在缓冲层上外延GaN薄膜．采用高分辨率双晶X射线衍射（DCXRD）技术和扫描电子显微镜（SEM）分析这些样品，比较缓冲层生长温度对缓冲层和外延层的影响，并提出利用动力学模型解释这种温度的影响．进一步解释了GaN外延层表面形貌中“凹坑”的形成及“凹坑”与缓冲层生长温度的关系．结果表明，温度的高低通过影响缓冲层初始成核密度和成核尺寸来影响外延层表面形貌．     

营养治疗对门诊血液透析患者的作用

利用中频磁控反应溅射技术在玻璃衬底上制备氮化铝(AlN)薄膜,并经退火处理.利用X-衍射和原子力显微镜分析了AlN薄膜的结构及表面形貌.结果表明,衬底温度和退火工艺对AlN薄膜的结构和表面形貌有重要影响.研究表明,衬底温度为230 ℃时,AlN薄膜的表面粗糙度最小,退火能减小AlN薄膜表面粗糙度.     

直流磁控反应溅射制备硅基AIN薄膜

采用直流磁控反应溅射法,在Si(100)和Pt/Ti/Si(100)上制备了AlN薄膜。用X-射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)、原子力显微(AFM)对薄膜的晶向结构和表面形貌进行了分析,研究了不同工艺参数对薄膜择优取向的影响,分析了AlN晶粒生长的有关机理。制备出的AlN薄膜显示出较好的(002)面择优取向性,半高宽(FWHM)为0.35°～0.40°,折射率约为2.07。     

溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法在锌片和硅片表面制备氧化锌薄膜.采用XRD、SEM等分析测试手段对比了不同的配置比和衬底对氧化锌薄膜的相组成和显微形貌的影响.实验结果表明:与Si片相比,Zn片衬底对样品的衍射峰幅度产生一定的影响;所制备出来的样品都在衍射角2θ=34.4°附近出现衍射峰;当Zn2+浓度不同时,得到的ZnO薄膜的形貌不同.     

AlN外延薄膜的生长和特征

文章研究了AlN薄膜的晶体质量、表面形貌、应力等性质与AlN生长工艺的依赖关系。通过对低温成核厚度、成核温度和高温生长AlN所用Ⅴ／Ⅲ比的研究，制备出了具有较好晶体质量的AlN薄膜。高分辨三晶X射线衍射给出AlN薄膜的（002）和（105）的半高宽分别为16．9arcsec和615arcsec，接近国际上报道的较好结果。原子力显微镜对表面形貌的分析表明AlN薄膜的粗糙度为5．7nm。拉曼光谱表明E2（high）模向高能方向移动，说明蓝宝石上外延的AlN薄膜处于压应变状态。光学吸收谱在204nm处具有陡峭的带边吸收，也表明了AlN外乏正薄膜具有辅好妯晶体盾量。     

HVPE法生长AlN薄膜材料

利用自制立式HVPE设备,在蓝宝石衬底上进行了不同载气情况下AlN的生长试验,生长温度1 000℃。在采用H2作载气情况下,由于预反应严重,没能生长出AlN薄膜,只得到一些白色AlN粉末;而在分别采用Ar和N2作载气的情况下,则成功生长出AlN薄膜,但由于生长温度低,AlN生长均为岛状生长模式。在生长速率较快时,AlN薄膜是以〈0001〉AlN为主的AlN多晶;而在较低生长速率下,得到的AlN薄膜由为〈0001〉取向的AlN岛组成。试验还发现:用Ar作载气更有利于AlN晶核的横向生长,用N2作载气则有相对高得多的AlN成核密度。     

RF偏置功率对磁控溅射AlN薄膜性能的影响北大核心

采用射频（RF）反应磁控溅射法,以氩气和氮气为反应气体,在不同的RF偏置功率下,在Si（100）和Si（111）衬底上制备了具有六方纤锌矿结构的AlN薄膜。使用扫描电子显微镜（SEM）表征了薄膜的截面形貌和厚度;利用原子力显微镜（AFM）和X射线衍射仪（XRD）研究了RF偏置功率对Si（111）和Si（100）衬底上沉积的AlN薄膜微观结构和表面粗糙度的影响。结果表明,在RF偏置功率为5~15 W时,两种衬底均可生长（002）择优取向AlN薄膜。RF偏置功率为20 W时,AlN薄膜（002）择优取向变弱,薄膜质量变差。当RF偏置功率为10 W时,Si（111）和Si（100）两种衬底沉积的AlN薄膜的半高宽（FWHM）值和表面均方根粗糙度均最小,其表面均方根粗糙度的最小值分别为2.427和2.836 nm。     

用于SAW器件的C轴择优取向LiNbO3薄膜的制备及结构研究

采用射频（RF）磁控溅射法在金刚石（111）衬底上沉积LiNbO3（LN）薄膜,借助X射线衍射技术（XRD）,研究了外加偏压（0～80V）和衬底温度（200～500℃）等工艺参数对LiNbO3薄膜结构和取向性的影响。实验结果表明,在衬底温度为200℃、外加偏压为～80V的T艺条件下,LiNbO3的（006）衍射峰强度超过LN的（012）衍射峰强度,在金刚石（111）衬底上获得较高c轴取向的LN薄膜。并且对C轴择优取向LN薄膜的形成机理进行了探讨。     

衬底温度对ScAlN薄膜结构及电阻率的影响

采用直流反应磁控溅射法、利用ScAl合金靶（含Sc质量分数10%）制备了一系列不同衬底温度的Sc掺杂AlN（ScAlN）薄膜。利用X线衍射仪、原子力显微镜和铁电测试仪的电流 电压(I V)模块研究了衬底温度对薄膜微观结构、表面形貌及电阻率的影响。结果表明,随着衬底温度升高,薄膜的（002）择优取向愈发明显,在650 ℃时达到最佳;薄膜的表面粗糙度随着衬底温度的升高而减小,在650 ℃、700 ℃时分别达到3.064 nm和2.804 nm,但当温度达到700 ℃时,薄膜表面局部开裂,因此,650 ℃为获得最佳结晶质量薄膜的适当温度。ScAlN薄膜电阻率随制备时衬底温度呈先增大后减小的趋势。     

衬底温度对反应磁控溅射制备AlN压电薄膜的影响

采用反应磁控溅射法在Si(111)衬底上沉积了AlN薄膜。XRD分析表明,在5种温度下,AlN均以(100)面取向,衬底温度的提高有利于薄膜结晶性的改善,在600℃以上时AlN中Al—N0键断裂,仅出现(100)衍射峰。AFM分析显示,在600℃时平均晶粒尺寸90nm,Z轴最高突起仅为23nm。     

纳米硅薄膜结构特性研究

在电容式耦合等离子体化学气相沉积系统中，使用高氢稀释硅烷为反应气体制备出了晶粒尺寸为２～１０ｎｍ的纳米微晶相结构的硅薄膜，使用高分辨电子显微镜（ＨＲＥＭ），Ｘ射线衍射谱（ＸＲＤ），Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和红外光谱（ＩＲ）等结构分析手段检测了其结构特征．结果表明，纳米硅薄膜的晶格结构为畸变的金刚石结构．Ｘ射线衍射谱表明除了Ｓｉ（１１１）的２θ＝２８．５°和Ｓｉ（２２０）的２θ＝４７．３°处的衍射峰外，在２θ＝３２．５°处存在着一个强的异常峰．ＨＲＥＭ结果表明存在新的Ｓｉ结晶学结构与ＸＲＤ异常峰相关联．     

AIN/Si(111)复合衬底上4H-SiC薄膜的异质外延

利用化学气相淀积(CVD)的方法在AlN/Si(111)复合衬底上成功实现了4H-SiC薄膜的异质外延生长,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、阴极荧光(CL)等方法对所得样品的结构特征、表面形貌和光学性质进行了表征测量.XRD测量结果显示得到的SiC薄膜的晶体取向单一;室温CL结果表明所得SiC薄膜为4H-SiC,且随着生长温度的升高,SiC薄膜的CL发光效率提高.生长温度、反应气源中C/si比等工艺参数对SiC薄膜的外延生长及其性质影响的研究表明在AIN/Si(111)复合衬底上外延4H-SiC的最佳衬底温度为1230～1270℃,比通常4H-SiC同质外延所需的温度低200～300℃;较为合适的C/Si比值为1.3.     

脉冲激光沉积制备ZnO薄膜及其发光性质研究

采用脉冲激光沉积（PKD）技术,在Si（100）衬底上制备出高度C轴取向的ZnO薄膜。通过测量X射线衍射（XRD）谱、扫描电镜（SEM）和光致发光（PL）谱,研究了衬底温度改变对薄膜结构和PL的影响。实验结果表明,当衬底温度从400℃升到700℃时,薄膜的（002）衍射峰半高宽（FWHM）变窄,紫外（UV）发光强度在衬底温度为500℃达到最强。这可能是当衬底温度为500℃时,ZnO薄膜的化学配比较好,说明化学配比对UV发光的影响要大于薄膜微结构的影响。改变衬底温度对薄膜的表面形貌也有较大的影响。