氮化铝压电薄膜的晶面择优取向

采用直流磁控反应溅射方法,在Ｓｉ（１１１）基片上成功地沉积了表面粗糙度小、组成均匀、以（１００）面和（００２）面择优取向的Ａ１Ｎ薄膜,研究了溅射气压、溅射功率和靶基距对Ａ１Ｎ薄膜结构及晶面取向的影响。结果表明,溅射气压低,靶基距短,有利于以（００２）面择优取向;相反,溅射气压高,靶基距长,则对（１００）面择优取向有利;溅射功率过高或过低均不利于晶面择优取向。并从Ａ１－Ｎ化学键的形成以及溅射粒子平均自由程的角度探讨了Ａ１Ｎ压电薄膜晶面择优取向。     

氮化铝压电薄膜的晶面择优取向

采用直流磁控反应溅射方法 ,在Si(111)基片上成功地沉积了表面粗糙度小、组成均匀、以 (10 0 )面和 (0 0 2 )面择优取向的AlN薄膜 ,研究了溅射气压、溅射功率和靶基距对AlN薄膜结构及晶面取向的影响。结果表明 ,溅射气压低 ,靶基距短 ,有利于以 (0 0 2 )面择优取向 ;相反 ,溅射气压高 ,靶基距长 ,则对 (10 0 )面择优取向有利 ;溅射功率过高或过低均不利于晶面择优取向。并从Al—N化学键的形成以及溅射粒子平均自由程的角度探讨了AlN压电薄膜晶面择优取向。     

AlN/Si衬底上ZnO薄膜的择优取向生长

当ZnO薄膜直接沉积在Si衬底上时,由于ZnO与Si的晶格失配度大,不易于获得高质量的ZnO薄膜.因此,选择合适的衬底材料沉积ZnO薄膜,对提高其质量非常重要.本文采用射频磁控溅射法,通过在Si(100)衬底上预沉积AlN作为ZnO薄膜生长的缓冲层,获得了择优取向的ZnO薄膜.我们还讨论了ZnO薄膜在AlN/Si衬底上的取向生长机理.     

离子束辅助沉积金红石型氧化钛薄膜的择优取向控制

用惰性气体离子束辅助沉积技术,合成了金红石型氧化钛薄膜。薄膜生长过程中,离子束以４５°角轰击薄膜。通过增加离子原子到达比γ,实现了金石型氧化钛薄膜从择优取向向择优取向的转变。     

择优取向铁电薄膜制备影响因素的分析

制备性能优良、高度择优取向或外延生长、成分均匀、结构可控的晶态铁电薄膜材料，是发展铁电薄膜应用的基础。随着铁电薄膜在微电子学，光电子学和集成光学等领域的应用不断扩大，如何制备高性能的铁电薄膜材料一直称为人们关注的热点。对择优取向铁电薄膜材料制备技术中的主要影响因素进行了分析，希望能为从事此方面工作的研究者提供一定的借鉴。     

阴极电沉积高c轴取向ZnO薄膜及其光学性能的研究

以硝酸锌水溶液为电沉积液,采用两步法电沉积技术在ITO导电玻璃上电沉积出透明致密的ZnO薄膜.利用电势-pH计算和循环伏安实验得到适宜的溶液pH值和电沉积电势,采用X射线衍射、热重-差热、光致发光谱和透射光谱对ZnO薄膜的结构、组成和光学性能进行了表征.结果表明,所制备的ZnO薄膜在c轴方向上具有高度的择优取向性质,平均粒径为纳米级,性能稳定、单一,发光性能良好,可见光区透射率较高.此类产品在太阳能电池和光电子器件等光学材料方面具有很高的应用价值.     

不锈钢衬底两面同时液相电沉积类金刚石薄膜及其沉积机理研究

为了利用液相电沉积技术实现在金属衬底表面全方位电沉积类金刚石(DLC)薄膜,采用不同尺度的不锈钢片作为衬底,在表面电沉积了DLC薄膜,利用X射线光电子能谱、Raman光谱和扫描电子显微镜分别对衬底两面薄膜的化学成分、微观结构和表面形貌进行了分析。结果显示:对于尺度大于石墨阳极的不锈钢衬底,仅在衬底正对着阳极的一面实现了DLC薄膜的沉积;而对于尺度小于阳极的不锈钢衬底,在衬底两面都有DLC薄膜沉积,且两面薄膜结构相似,形貌相近。利用准静态电场理论对实验结果进行了解释,提出在金属衬底表面实现液相电沉积DLC薄膜的前提条件是存在垂直于衬底表面的电场分量,为进一步实现在复杂形状的导电性衬底表面沉积DLC薄膜提供了理论依据。     

电沉积铜薄膜中的内应力与织构特征

利用X射线衍射方法分析了电沉积铜薄膜的内应力及其织构特征.结果表明,随薄膜厚度的增加,薄膜内应力增大.电沉积铜薄膜具有较强的(220)丝织构,随着铜薄膜内应力的增加,(220)丝织构增强,同时叠加有板织构的特征.     

Si衬底上Ta-N/Cu薄膜性能研究

对Si衬底上Ta-N/Cu薄膜进行了电学和热学分析，结果发现500℃以下薄膜电随几乎不变，600-690℃下的退火引起的电阻率降低是由于Ta-N电阻的热氧化和Cu熔化扩散引起的，而690℃以上的电阻率增加是由于Cu引线传输能力减弱所致，为0.18μm以下的超大规模集成电路中的Cu引线和电阻薄膜的制作提供了有益的借鉴。     

阴极恒电流法电沉积SnS薄膜

用阴极恒电流沉积法制备SnS薄膜。研究了溶液的pH值、离子浓度比、电流密度等电沉积参数对薄膜组分的影响,得出制备SnS薄膜的理想的工艺条件为:pH=2.7,Sn2+:S2O32-=1:5,J=3.0mA·cm-2,t=1.5h,并制备出了成分为Sn0.995S1.005的膜层。用扫描电镜观察了该薄膜的表面形貌,用X射线衍射分析了其物相结构,表明它是具有正交结构的SnS多晶薄膜,晶粒大小不一,在200-800nm之间。用分光光度计测量了该薄膜在400-3000nm波段的透射光谱和吸收光谱,发现其在400-900nm波段的透过率较低,在950-1000nm附近有明显的吸收边,在波长大于1000nm后其透过率较大。     

The structure and properties of SnS thin films prepared by pulse electro-deposition

SnS films were prepared onto the ITO-coated glass substrates by pulse-form electro-deposition. The potential applied to the substrates was of pulse-form and its “on” potential, V_on was − 0.75 V (vs. SCE )and “off ” potential, V_off was varied in the range of − 0.1-0.5 V. The SnS films deposited at different V_off values were characterized by XRD, EDX, SEM and optical measurements. It shows that all the films are polycrystalline orthorhombic SnS with grain sizes of 21.54-26.93 nm and lattice dimensions of a = 0.4426-0.4431 nm, b = 1.1124-1.1134 nm and c = 0.3970-0.3973 nm, though the V_off has some influence on the surface morphology of the films and Sn/S ratio. When V_off = 0.1-0.3 V, the SnS films have the best uniformity, density and adhesion, and the Sn/S ratio is close to 1/1. The direct band gap of the films was estimated to be between 1.23 and 1.33 eV with standard deviation within ± 0.03 eV, which is close to the theoretical value. The SnS films exhibit p-type or n-type conductivity and their resistivity was measured to be 16.8-43.1 Ω cm.     

低能Ar+离子束辅助沉积择优取向Pt(111)膜

采用低能Ar+离子束辅助沉积方法,在Mo/Si(100)基底上沉积Pt膜,离子/原子到达比分别为0.1、0.2、0.3.若Ar+离子的入射角为0°,XRD谱分析表明,沉积的Pt膜均呈(111)和(200)混合晶向;当Ar+离子的入射角为45°,沉积的Pt膜均呈很强的(111)择优取向.因此若合理控制Ar+离子束的入射角,可在Mo/Si(100)衬底上制备出具有显著择优取向的Pt(111)薄膜.本文采用Monte Carlo方法模拟低能Ar+离子注入 Pt单晶所引起的原子级联碰撞过程,得出Ar+离子入射单晶铂(200)晶面时,Ar+离子的溅射率与入射角的关系,对Pt膜择优取向的机理作了初步的探讨和分析.     

溶胶-凝胶法制备c轴取向生长ZnO薄膜

采用sol-gel法,在普通载玻片上使用旋转涂覆技术生长了具有c轴择优取向生长的ZnO薄膜.采用热分析、XRD、SEM等手段对薄膜样品进行了表征.热分析结果表明,二水醋酸锌-乙醇胺-乙二醇甲醚体系sol-gel的热分解过程与纯二水合乙酸锌的分解过程大相径庭.ZnO薄膜的sol-gel分解趋于在较窄的温度范围内一步完成.样品在XRD图谱中表现出明显的c轴择优取向.此外,SEM照片也表明:ZnO薄膜样品中间区域和边缘区域的表面形貌相差甚远.探讨了预热处理温度、退火温度等工艺条件对ZnO薄膜的结构性能的影响,最佳的预热处理温度被认为在ZnO相完全生成温度附近.     

O2/Ar气体流量比对射频磁控溅射HfO2薄膜的影响

采用射频磁控溅射法,以HfO2陶瓷作为靶材,在石英衬底上制备了HfO2薄膜.通过椭圆偏振光谱仪(SE)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究了不同O2/Ar气体流量比对薄膜沉积速率、结构、形貌等的影响.结果表明,随着O2/Ar气体流量比从0增加到0.50,薄膜的沉积速率逐渐下降.O2/Ar气体...     

Structure and properties of SnS films prepared by electro-deposition in presence of EDTA

SnS thin films were deposited onto indium tin oxide (ITO) glass substrates by constant potential cathodic electro-deposition from aqueous solution containing stannous sulfate, ethylenediamine tetraacetate acid and sodium thiosulfate. The co-deposited potential was explored by cyclic voltammetry and the deposition potential (E) was roughly determined to be more negative than −0.70 V (vs. saturated calomel electrode, SCE). The analysis of the composition of the as-deposited films by X-ray fluorescence spectrometer indicated that stoichiometric SnS films could be obtained under the condition of E = −0.95 to −1.00 V. The films deposited at E = −1.00 V were characterized with X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and their transmission and reflectance spectra were measured. The as-deposited films were polycrystalline SnS compound with orthorhombic crystalline structure and the ratio of Sn and S was nearly 1. The films were uniform and compact with small grains. The direct band gap of the films was estimated to be about 1.10–1.43 eV with an absorption coefficient near the fundamental absorption edge larger than 4 × 10⁴ cm⁻¹.     

Characterization of SnS films prepared by constant-current electro-deposition

SnS films have been prepared on the indium tin oxide coated glass substrates by the constant-current electro-deposition. By investigating the influence of the deposition parameters on the composition of the deposited films, we obtained the optimum deposition parameters with pH = 2.7, Sn²⁺ / S₂O₃²⁻ = 1 / 5, J = 3.0 mA/cm² and t = 1.5 h. Many nearly stoichiometric SnS films were prepared. These films were characterized with X-ray diffraction and scanning electron microscopy analysis, and they were polycrystalline with orthorhombic structure. Their direct band gaps were estimated to be 1.211.42 eV from optical measurements. The films have p-type conductivity with a resistivity of 7.520 Ω·cm.     

C轴择优取向ZnO薄膜的溅射工艺与结构研究

通过改变直流磁控反应溅射法的工艺条件,同时在玻璃和Si(100)、Si(111)两种硅基底上制备了ZnO薄膜。用x射线衍射方法(xRD和xRC)对薄膜结构性能进行测试表明,这些基底上生长的ZnO薄膜都得到了明显的c轴择优取向和较高的结晶度,硅基底上的薄膜结构性能普遍好于玻璃基底上淀积的薄膜。并对溅射工艺与结构的关系进行了分析。     

薄膜生长基底对FeS2晶体取向的影响

用Fe膜硫化法制备了FeS2薄膜,分析了基底对FeS2薄膜晶体结构和位向分布的影响.结果表明,改变基底晶体的类型能够在一定程度上控制FeS2薄膜的晶体位向分布.FeS2薄膜在Si(100)、Si(111)和Al基底上可获得(200)方向的择优取向,在TiO2基底上可同时获得(200)及(220)择优取向,非晶玻璃基底对位向分布影响不明显.不同的基底与Fe薄膜的界面错配度不同,可改变薄膜晶体位向的分布,导致晶格畸变程度和晶粒尺寸的变化.当基底为非晶结构或界面的错配度较大时,FeS2晶体的取向分布主要受表面能和晶粒优先生长方向的控制,薄膜具有较小的晶格畸变和较细的晶粒;当基底为晶态并且界面错配度较小时,FeS2晶体取向的分布除受表面能及晶粒优先生长方向控制外,还受界面应变能的控制,此时薄膜易形成较大的晶格畸变和粗晶粒.     

SiO_2/Si上直流磁控反应溅射制备AlN薄膜

利用正交设计分析了直流磁控溅射中溅射气压,衬底温度和N2浓度对SiO2/Si衬底上制备的AlN薄膜的(002)择优取向的影响水平。利用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)对薄膜的晶向和表面形貌进行了分析,得到制备高度择优取向的AlN薄膜的最佳期望条件:衬底温度为250℃,溅射气压为2Pa,N2浓度为75%;并得出了氮气浓度对薄膜的(002)择优取向的影响较大。具有择优取向的AlN薄膜的折射率约为2.06。