平顶绿光晶化制备多晶硅薄膜

利用倍频Nd∶YAG激光器使玻璃基底上沉积的非晶硅薄膜成功实现了晶化.YAG激光器的倍频绿光经蝇眼透镜阵列整形后得到一光强均匀分布的平顶光束,并用此光束对非晶硅薄膜进行扫描晶化处理.分别测量了激光晶化前后薄膜的拉曼谱和表面形貌.测量结果表明,非晶硅实现了到多晶硅的相变,且晶化处理后表面起伏度明显增大.根据拉曼谱的数据计算了不同激光能量密度下薄膜的粒度大小和结晶度.结果表明,在一定能量密度(400～850 mJcm2)范围内,结晶膜的晶粒粒度和结晶度随激光能量密度升高而增大.然而能量密度大于1000 mJ/cm2后,检测不到明显的多晶硅特征峰.激光能量密度在850 mJ/cm2左右可得到最佳晶化效果.     

纳米多晶SiC膜中由强散射形成的谐振腔激射的研究

纳米碳化硅多晶膜构成的无序结构的拉曼受激散射和似激光散射是这种材料的一个新现象。本文讨论了在碳化硅纳米薄膜中出现的拉曼受激散射和随机激光现象，提出拉曼受激散射阈值降低的原因在于纳米晶体的散射截面增大，而随机激光是由于纳米晶体构成的无序结构因光在其中产生局域化所致。此外，本文还报道了荧光辟裂的现象，初步认为是纳米无序结构形成的光子禁带产生的作用。     

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.     

非晶碳化硅薄膜和非晶锗-碳薄膜的拉曼散射研究

测量了用高频溅射法生长的非晶碳化硅薄膜的室温拉曼谱.观察到在400—600cm~(-1)、700-1000cm~(-1)、1200—1600cm~(-1)处的三个宽拉曼散射峰,分别对应于Si-Si、Si-C、C-C键.并发现在不同电阻率的样品中三个峰的相对强度有明显的差别.同时测量了高频溅射法生长的非晶锗-碳薄膜的室温拉曼谱.与非晶碳化硅薄膜不同,没有观察到对应于Ge-C 键的拉曼散射峰.     

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。     

纳米氮化镓/碳化硅固溶晶薄膜电子微结构

采用高功率密度、高氢稀释和直流偏压PECVD技术制备纳米碳化硅/氮化镓固溶晶薄膜。经过透射电镜观察，形状为微丘陵状，晶粒径在3-16mm范围，垂直衬底生长，其宽化衍射环与单晶碳化硅吻合。拉曼光谱与4H-多型SiC范围相似。并出现晶态氮化镓的特征峰。这表明制备出纳米碳化硅/氮化镓固溶晶薄膜。     

a-SiGe_x∶H薄膜准分子激光晶化的研究

用KrF准分子激光、XeCl准分子激光在不同条件下对Ge含量不同的四种a－SiGex∶H样品进行退火。只要激光退火能量密度合适，Ge含量不同的a－siGex∶H薄膜都可以被多晶化；随着Ge含量的增加，激光晶化阈值能量密度降低，耐退火能力也降低；在相同的激光晶化能量密度下，Ge含量越高的薄膜，激光晶化的效果越好，晶粒尺寸长得越大。     

掺铒对激光烧蚀制备纳米硅晶薄膜形貌的影响

在2×10-4 Pa真空下，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3 J/cm2，交替烧蚀高纯单晶硅(Si)靶和铒(Er)靶，通过调整辐照两靶的激光脉冲个数比来控制掺Er浓度，分别在Si衬底和石英衬底上制备了掺Er非晶Si薄膜。在N2气保护下经高温热退火实现纳米晶化，退火时间为30 min。采用扫描电子显微镜(SEM)观察所得到的样品的表面形貌显示，铒掺杂影响着薄膜的表面形貌，与不掺Er情况相比，掺入适量的Er可以在较低的退火温度下得到晶粒尺寸分布更均匀的薄膜;拉曼谱的测量结果表明，在相同的退火温度下，Er的掺入有利于晶粒的长大，但同时降低了薄膜的晶化度，掺Er非晶Si薄膜要实现完全晶化需要更高的退火温度。     

脉冲Nd:YAG激光器选区晶化制备多晶硅薄膜

采用三倍频后的Nd:YAG固体脉冲激光系统(波长为355 nm)选区诱导晶化非晶硅薄膜,以制备多晶硅薄膜。分别测试了激光晶化前后薄膜的表面形貌和拉曼光谱。在文中分析了400 nm厚薄膜在激光扫描前后的表面形貌变化。拉曼光谱显示薄膜的晶化程度随着激光能量的增加而提高。最优的激光晶化能量密度与薄膜的厚度相关。对于300 nm和400 nm厚的非晶硅薄膜,有效晶化非晶硅的能量密度分别在440-634 mJ/cm²,777-993 mJ/cm²之间。在激光能量密度分别为634 mJ/cm²,975 mJ/cm²和1571 mJ/cm²时,300 nm、400 nm和500 nm厚薄膜达到最好的晶化效果。     

a—SiGex：H薄膜准分子激光晶化的研究

用ＫｒＦ准分子激光、ＸｅＣｌ准分子激光在不同条件下对Ｇｅ含量不同的四种ａ－ＳｉＧｅ：Ｈ样品进行退火，只要激光退火能量密度合适，Ｇｅ含量不同的ａ－ＳｉＧｅ：Ｈ薄膜都可以被多晶化；随着Ｇｅ含量的增加，激光晶化阈值能量密度降低，耐退火民降低；在相同的激光晶化能量密度下，Ｇｅ的含量越高的薄膜，激光晶化的效果越好，晶粒尺寸长得越大。