反应溅射氮化钨薄膜特性研究

本文采用两种溅射系统:射频磁控溅射系统和S枪溅射系统淀积了氮化钨薄膜。X射线衍射方法(XRD)、俄歇电子谱(AES)和电学测量等方法用来分析了氮化钨薄膜的组分、晶体结构和薄膜的电阻率。并研究了氮在氮、氩混合气体中的不同流量比对氮化钨薄膜特性的影响。用卢瑟福背散射(RBS)方法对比研究了纯钨薄膜和氮化钨薄膜在Al/W/Si和Al/WN_x/Si两种金属化系统中的扩散势垒特性。分析结果表明,Al/W/Si金属化系统经500℃、30分钟热退火后,出现了明显的互扩散现象;而Al/WN_x/Si金属化系统在550℃、30分钟热退火后,没有发现互扩散的迹象,说明氮化钨在硅集成电路中是一种有效的扩散势垒材料。     

WN_x/n-GaAs肖特基势垒特性

本文用俄歇能谱、卢瑟福背散射、电流-电压和电容-电压等方法研究了射频磁控反应溅射制备的WN_x/n-GaAs肖特基势垒特性。结果表明,经800℃快速热退火后,WN_x/n-GaAs势垒具有良好的整流特性和高温稳定性,其势垒高度为0.79ev,理想因子为1.19。在自对准GaAs MESFET工艺中,WN_x是一种好的栅材料。     

实时测量聚合物薄膜的玻璃化转变温度

根据热膨胀原理,利用基于衰减全反射原理建立的CCD薄膜实时监控系统,提出了测量聚合物材料的玻璃化转变温度(Tg)的方法.用监测系统实时监测聚合物薄膜在升温过程中薄膜折射率及厚度的变化.实验结果发现薄膜的热膨胀系数β和温度相关的折射率dn/dT在升温过程中发生了突变,这个突变点所对应的温度就是聚合物薄膜的Tg.以掺杂型聚合物DR1/PMMA薄膜为例,给出了测量过程和实验结果,并检验了用该方法测量聚合物薄膜Tg的重复性和可靠性.     

棱镜—薄膜耦合器的耦合间隙对薄膜参数测量误差的影响

利用等厚干涉法测量了棱镜—薄膜耦合器的耦合间隙,在不同耦合间隙下测量了薄膜波导模式的传播常数、薄膜折射率和薄膜厚度。用 Tien 和 Urich 有关棱镜—薄膜耦合器的理论分析了耦合间隙对薄膜参数测量误差的影响。     

Bi4-xLaxTi3O12铁电薄膜结构和光学性能研究

用化学溶液沉积法分别在Si(100)和石英玻璃衬底上成功制备了一系列Bi4-xLaxTi3O12(BLT)铁电薄膜;用X-射线衍射仪测量了不同退火温度和不同掺镧量的BLT薄膜的结晶情况,结果显示随着退火温度的升高BLT薄膜结晶越来越好,镧的掺入并不改变钛酸铋薄膜的钙钛矿结构;用椭偏光谱仪对不同退火温度的BLT薄膜进行了椭偏光谱测量,分析得到了薄膜的光学常数谱;用激光显微拉曼光谱仪对不同掺镧量的BLT薄膜进行激光拉曼谱测量,得到了BLT薄膜振动模式随掺镧量的变化.     

背散射和核反应技术用于氮化硅薄膜分析

本文介绍了用背散射和核反应技术分析用LPCVD 方法制备的氮化硅薄膜的方法及其结果.本方法包括用背散射和沟道效应相结合的方法直接测量薄膜的氮、硅组分比例及其随深度的变化.该方法的特点是定量、非破坏性.分析结果表明:用LPCVD方法生长的氮化硅膜,氮与硅的组分比例与四氮化三硅相符合,组分比的深度分布均匀.上述方法与椭圆偏振测厚仪相结合还可以求得薄膜的密度。 本方法可用来分析半导体材料上生长的任何其它介质薄膜. 氮化硅薄膜中的氧含量是影响薄膜性质的另一个参数.用核反应~(16)O(d,p)~(17)O测量了用LPCVD方法制备的氮化硅薄膜中的氧含量.结果表明:薄膜中的氧含量为1.5％(相对于薄膜中的氮原子数).用核反应~(16)O(d,p)~(17)O分析氮化硅薄膜中氧含量的灵敏度在0.3％左右(相对于薄膜中的氮原子数).     

Pb_(1-x)Eu_xTe薄膜及PbTe/Pb_(1-x)Eu_xTe超晶格的分子束外延及特性研究

用MBE技术外延生长了Pb_(1-x)Eu_xTe薄膜及PbTe/Pb_(1-x)Eu_xTe超晶格。对单层薄膜进行了红外透射谱及光激瞬态电流谱的测量。对超晶格材料进行x光衍射测量。结果表明材料的性能优良。     

测量聚合物落膜电光系数的一种简单方法——干涉法

报道了一种测量聚合物薄膜电光系数的简单方法。这种方法是用石英晶体的逆压电效应补偿聚合物薄膜电光效应引起的光程变化,测量聚合物薄膜电光系数相对于石英晶体压电常数d11的大小,这种方法可以用来测量所有光学薄膜的电光系数。文章介绍了采用此方法测量几种新的聚合物薄膜的电光系数。     

La0.5Sr0.5CoO3薄膜的化学溶液法制备及椭偏光谱研究

用化学溶液沉积法在Si衬底上制备了La0.5Sr0.5CoO 3(LSCO)导电薄膜.X-射线衍射结果表明退火温度600℃可以使LSCO薄膜晶化,薄膜没 有明显的择优取向并呈单一的钙钛矿相.原子力显微镜研究结果表明LSCO薄膜表面平整、无 裂纹及晶粒尺寸较大.用椭偏光谱仪测量了波长300～1700nm范围内LSCO薄膜的椭偏光谱.用适当的拟合模型进行拟合,获得了LSCO 薄膜的光学常数(包括折射率,消光系数,吸收系数等)谱.     

紧凑型光谱薄膜测厚仪的研制

为了开发一种用于测量各向同性均匀薄膜介质厚度的紧凑型薄膜测厚仪,采用了共光路垂直入射设计,利用薄膜干涉原理,通过非线性优化算法对反射光谱进行了拟合,反演计算出了薄膜样品的厚度。采用该仪器测量部分SiO2/Si薄膜样件,测量结果与商业椭偏仪测量结果之间的相对偏差小于0.5%,而单次测量时间仅为70ms。结果表明,该薄膜测厚仪具有对测量距离不敏感、光路简洁、结构紧凑及重复性精度良好等优点,对实现在线实时测量功能具有积极意义。     

Si和GaAs衬底上生成WN_x薄膜(英文)

WNx films with different composition are formed on Si(100) and GaAs (100) by the reactive rf sputtering in a mixed nitrogen-argon gas to study the influence of various conditions upon WNx film,- one of the most promising materials for self-aligned GaAs MESFET. With the increase of the partial pressure ratio of nitrogen gas or the decrease of sputtering pressure, the deposition rate of WNx film decreases and the atomic percentage of N in the film increaces until it is saturated. Annealing at high temperature in flowing H2 gas induces the decreace of atomic percentage of N in WNx film. After annealing at 900℃ for 30 minites in flowing N2 gas, WNx film formed at lower sputtering pressure is found to have W and W2N, and to have W, WN and/or W2N phase at a higher sputtering pressure. AES analysis shows no conspicuous diffusion after annealing. The electrical resisti vity of WNx film decreases by about 75% as compared with that of as-sputtered film.     

基于WNx的金属化系统研究

报道了扩散阻挡层材料氮化钨的结构特性随组分变化的情况。以二极管反向特性为主要检测手段，考察了基于氮化钨的Ａｌ／ＷＮｘ和Ａｌ／ＷＮｘ／Ｔｉ系统的热稳定性，发现Ａｌ／ＷＮｘ系统可以承受５５０℃、３０ｍｉｎ的退火，氮化钨的阻挡特性得到验证，但接触电阻特性有待改善。Ａｌ／ＷＮｘ／Ｔｉ系统由于钛层的引入可以降低接触电阻，但稳定性有所下降。通过实验，提出了一种可能实现的改进方案。     

用于GaAs数字IC的难熔栅自对准技术研究

本文用直流磁控溅射方法在离子注入n型GaAs衬底上制备了WSi_xN_y难熔金属膜,研究了它的热稳定性、界面和势垒特性.同时对WSi_(0.6),W,WN等难熔栅金属膜也进行了研究.AES和SIMS分析表明,WSiN/GaAs的界面通过1000℃,10秒钟快速退火(RTA)或850℃,20分钟常规炉退火处理仍保持稳定,势垒高度达到0.8V,理想因子n=1.1.制作了WSiN栅自对准(SAG)增强和耗尽型MESFET.其跨导分别为154mS/mm和250mS/mm.用这一工艺制作的运放差分输入电路从直流到1千兆赫增益达29.5dB.     

MIM薄膜二极管Ta_2O_5绝缘膜的AFM分析及其I-V特性研究

制备了一种用于有源矩阵液晶显示的Ｔａ－Ｔａ２Ｏ５－Ｔａ 结构ＭＩＭ 薄膜二极管。其中,作为介质层的Ｔａ２Ｏ５ 膜由不同成膜技术得到。采用原子力显微镜（ＡＦＭ）对Ｔａ２Ｏ５ 膜进行了表面形貌分析,并对其ＭＩＭ 二极管的伏安特性进行了测试与比较。结果表明,用溅射／阳极氧化二步法制备的Ｔａ２Ｏ５ 膜作绝缘层的ＭＩＭ 二极管,其Ｉ－Ｖ特性的非线性系数β＝ ２５,远高于阳极氧化法及溅射法所得Ｔａ２Ｏ５ 膜的ＭＩＭ 二极管的非线性系数（β＝ ９和５）,电流通断比（１０５）分别较阳极氧化法及溅射法工艺制备的ＭＩＭ－ＴＦＤ高１和３ 个数量级,且其伏安特性的对称性也较好     

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。     

双源电子束蒸发提高光学薄膜致密性的工艺研究

采用双源电子束蒸发的方法,在K9玻璃基片上蒸镀Si和SiO2得到的混合膜层,折射率不仅可调,而且比Si膜要高.用原子力显微镜(AFM)分别对单纯镀的Si膜与双源电子束蒸发镀的Si/SiO2混合膜层的表面形貌进行了观测,结果表明,前者表面疏松,有明显的孔洞结构;后者膜层表面细密.采用双源蒸发的成膜理论,对该方法提高膜层致密性的原因进行了探讨.     

二氧化钒薄膜制备及其热致变发射率特性研究

通过溶胶-凝胶和真空热处理工艺在石英基底上制备了二氧化钒薄膜,对制备出的薄膜进行了X射线衍射及X射线光电子能谱分析,结果表明所制备出的薄膜价态单一,纯度较高,薄膜为多晶态,晶粒尺寸约为27 nm.利用红外热像仪拍摄了薄膜在不同温度下的红外热图并计算了发射率,结果表明二氧化钒薄膜7.5～14 μm波段发射率在相变时发生突变,突变量可达0.6,具有优异的热致变发射率性能,在红外自适应伪装等领域应用前景广阔.     

磁控射频溅射法制备光波导薄膜研究

采用磁控射频溅射法制备了用作光波导器件的玻璃薄膜。通过选取不同的溅射材料,在不同溅射条件下制备的玻璃薄膜的光学参数进行的测量、比较,并对其作为光波导的性能进行研究,通过理论上推导与计算,得出了在１,５５ｕｍ窗口下制备光波导器件的玻璃薄膜所应具备的溅射条件。     

Analysis of structural, optical and electrical properties of metal/p-ZnO-based Schottky diode

A systematic study of the behaviour of Pd/p-ZnO thin film Schottky diode has been reported. The p-type ZnO thin film with improved stability has been grown on n-type Si by doping ZnO with copper.μSeebeck measurement confirmed the p-type nature of Cu-doped ZnO thin film. The X-ray diffraction spectra of the deposited film revealed polycrystalline nature with preferred growth orientation of (101) of ZnO film. The surface morphological study demonstrated the conformal deposition of a thin film over n-Si wafer. The estimated bandgap of Cu-doped p-type ZnO thin film from ellipsometric measurement turns out to be 3.14 eV at 300 K. The measured electrical parameters of the proposed Pd/p-ZnO Schottky diode have also been validated by the results of numerical simulation obtained by using ATLAS^TM device simulator.     

用MonteCarlo法模拟大型磁控溅射器的膜厚分布

在大型薄膜生产设备中,膜厚的横向均匀性是一项重要指标。本文提出用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ 方法模拟大型磁控溅射器膜厚横向分布的计算方法,计算了靶的几何结构及各种溅射参数对膜厚横向分布的影响,并把计算结果与实际测量进行了比较。