Sol-gel法制备Si基Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜

采用Sol-gel法分别在Si(100)和Si(111)衬底上制备Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)(BNT)铁电薄膜。研究了衬底、退火温度、退火保温时间和薄膜厚度等因素对BNT铁电薄膜结晶和微观结构的影响。在500℃退火的BNT薄膜已经结晶形成层状钙钛矿相;升高退火温度(500～800℃)、延长保温时间(30～150min)、增加薄膜厚度(170～850nm),都有利于BNT薄膜晶粒长大,其中退火温度和薄膜厚度是影响晶粒长大的关键因素;每次涂覆的厚度大约是85nm。与Si(100)衬底相比,由于Si(111)与BNT薄膜具有更好的晶格匹配,因此BNT薄膜在Si(111)衬底上更容易结晶。     

工艺条件对硼掺杂纳米硅薄膜微结构及力学性能的影响

采用射频和直流偏压(RF+DC)双重激励源,在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中成功制备了掺硼纳米硅薄膜.改变衬底温度、射频功率和退火温度几个关键工艺参数,利用拉曼(Raman)谱仪、薄膜测厚仪和原子力显微镜(AFM)对掺硼纳米硅薄膜的微结构进行了分析;应用纳米压痕法研究了艺条件对薄膜弹性模量及硬度等力学性能的影响关系.结果表明:薄膜晶态比、平均晶粒大小随着衬底温度的升高均有增大趋势;射频功率对提高薄膜生长速率存在最优值条件;退火对本征和掺硼薄膜表面形貌特征有较大影响,退火后掺硼薄膜表面粗糙度增大明显.薄膜弹性模量及硬度很大程度上受射频功率和后序处理条件的影响,退火使薄膜的力学性能有所提高.针对实验现象,从薄膜结构方面进行了相关的理论阐释.     

铝诱导晶化真空蒸镀多晶硅薄膜的研究

采用真空蒸镀的方法在玻璃衬底上沉积1层非晶硅薄膜,再通过铝诱导晶化的方法制备出晶粒分布较均匀、晶粒尺寸0.5～5μm、晶化率达到89%的多晶硅薄膜。研究了衬底距离、衬底温度、退火温度对薄膜表面形貌、晶粒尺寸和分布及晶化率的影响。结果表明适中的衬底距离下得到的薄膜晶粒分布均匀,表面平整度好,薄膜厚度较大。薄膜的晶化率随着衬底温度和退火温度的提高而增大;随着退火温度的进一步提高,薄膜的晶化率达到最大值然后降低。     

Sol-gel法制备Pb(Zr0.53Ti0.47)O3铁电薄膜

利用Sol-gel工艺在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)薄膜,研究了退火温度、保温时间和薄膜厚度对其晶相、微观结构和铁电性能的影响.在500℃退火处理的PZT薄膜开始形成钙钛矿相;在550℃退火处理的PZT薄膜基本形成钙钛矿相结构;升高退火温度(500～850℃)、延长保温时间(30～150min)、增加薄膜厚度(120～630nm)都有利于PZT晶粒的长大.在650～750℃退火的PZT薄膜具有较好的铁电性能,保温时间对PZT薄膜的铁电性能影响不大,PZT薄膜的厚度为200～300nm时可以得到比较好的铁电性能.在退火温度750℃、保温时间30min条件下退火处理厚310nm的PZT薄膜,其剩余极化值(2Pr)和矫顽电场(2Ec)分别是72μC/cm2、158kV/cm.     

微波退火条件下镍和锗锡合金反应的形貌研究

为了研究高质量镍锗锡薄膜的制备方法,在不同微波退火温度下进行了锗锡合金与镍的固相反应。借助四探针方块电阻测试、原子力显微镜、透射电子显微镜、能量色散X射线光谱等表征手段,分析了在微波退火条件下100～350 ℃所生成镍锗锡化物样品的形貌。研究结果表明:镍锗锡化物的表层电阻、表面粗糙度及薄膜质量与微波退火温度紧密相关,在250 ℃退火条件下得到了连续平整的镍锗锡薄膜,锡偏析在镍锗锡/锗锡的界面;在350 ℃退火条件下,薄膜的连续性遭到破坏,表面粗糙度变大,锡偏析在样品的表面和镍锗锡/锗锡的界面。与常规快速热退火方式相比,本文采用的微波退火方式,可在相对更低的温度得到高质量的镍锗锡薄膜,降低了镍与锗锡衬底反应所需的热预算。     

PET衬底上ITO薄膜的制备及光电性能

用脉冲磁控溅射法在柔性衬底聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜,研究了溅射气压、时间和衬底温度等工艺条件对ITO薄膜光电性能的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对薄膜的物相结构与表面形貌进行了分析。结果表明:薄膜的平均晶粒尺寸随衬底温度的升高而增大;当溅射时间增加时,方块电阻与光透过率均减小;当衬底温度升高时,方块电阻减小,可见光透过率增大。     

SiO2层上沉积的纳米多晶硅薄膜及其特性

采用低压化学气相沉积(LPCVD)系统以高纯SiH4为气源,在p型10.16 cm<100>晶向单晶硅衬底SiO2层上制备纳米多晶硅薄膜,薄膜沉积温度为620℃,沉积薄膜厚度分别为30 nm、63 nm和98 nm.对不同薄膜厚度的纳米多晶硅薄膜分别在700℃、800℃和900℃下进行高温真空退火.通过X射线衍射(XRD)、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对SiO2层上沉积的纳米多晶硅薄膜进行特性测试和表征,随着薄膜厚度的增加,沉积态薄膜结晶显著增强,择优取向为<111>晶向.通过HP4145B型半导体参数分析仪对沉积态掺硼纳米多晶硅薄膜电阻I-V特性测试发现,随着薄膜厚度的增加,薄膜电阻率减小,载流子迁移率增大.     

退火对铝诱导结晶锗薄膜的影响及其机理

为实现在Si衬底上制备GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池,本工作尝试利用磁控溅射和常规退火技术,采用铝诱导结晶(AIC)法在(100)晶面单晶硅衬底上制备Ge薄膜,利用金相显微镜(Metallographic microscopy)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)对其进行表征。分析了铝诱导过程中退火时间和退火温度对Ge薄膜结晶性的影响,发现退火温度越低、时间越长,制备的薄膜质量越好,确定了Ge薄膜晶化的最低退火温度为250℃,并在该温度下成功制备出了晶粒尺寸超过100nm、Ge(111)晶面择优取向度达到99%以上的Ge薄膜。     

VOx/TiOx/Ti多层薄膜的制备工艺与内耗研究

用磁控反应溅射法在玻璃和镅片衬底上制备Vox/TiOx/Ti多层薄膜.用X射线衍射(XRD)、QJ31单臂电桥、薄膜内耗仪等测试了薄膜的晶体结构、电阻、内耗.分别进行了薄膜的制备工艺与内耗研究.测试分析结果表明:试样的晶体结构、电阻-温度曲线、杨氏模量的突变均表明多层薄膜在66℃左右发生相变.样品的电阻温度系数为-4.35%/℃.并且真空退火有利于二氧化钒相生成.     

退火温度对PLT铁电薄膜微结构和电畴的影响

常温下采用射频磁控溅射技术在Pt/TI/SiO2/Si(100)基片上淀积(Pb0.9La0.1)TiO3薄膜,分别在550℃、570℃、600℃、630℃退火1h.采用X射线衍射、原子力显微镜和压电响应力显微镜检测不同退火温度的薄膜,讨论退火温度对薄膜结构、表面形貌和电畴结构的影响.结果表明:随着退火温度的升高,薄膜中钙钛矿相的含量增多,表面粗糙度和颗粒尺寸不断增大,薄膜从无畴状态变为以90°畴为主的多畴,而在退火升降温过程中,由于应力的影响,面外畴更多为取向向下的负畴.