Si1-xGex:C缓冲层上Ge薄膜的CVD外延生长

用化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长Si1xGex:C合金作为缓冲层,继而外延生长了Ge晶体薄膜.根据AES测量结果可以认为,缓冲层包括由衬底中的Si原子扩散至表面与GeH4,C2H4反应而生成的Si1-xGex:C外延层和由Si1-xGex:C外延层中Ge原子向衬底方向扩散而形成的Si1-xGex层.缓冲层上外延所得Ge晶体薄膜晶体取向较为单一,其厚度超过在Si上直接外延Ge薄膜的临界厚度,且薄膜中的电子迁移率与同等掺杂浓度(1.0×1019 cm-3)的体Ge材料的电子迁移率相当.     

Si1-xGex:C缓冲层上Ge薄膜的CVD外延生长

用化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长Si1xGex:C合金作为缓冲层,继而外延生长了Ge晶体薄膜.根据AES测量结果可以认为,缓冲层包括由衬底中的Si原子扩散至表面与GeH4,C2H4反应而生成的Si1-xGex:C外延层和由Si1-xGex:C外延层中Ge原子向衬底方向扩散而形成的Si1-xGex层.缓冲层上外延所得Ge晶体薄膜晶体取向较为单一,其厚度超过在Si上直接外延Ge薄膜的临界厚度,且薄膜中的电子迁移率与同等掺杂浓度(1.0×1019 cm-3)的体Ge材料的电子迁移率相当.     

Si1-xGex∶C缓冲层上Ge薄膜的CVD外延生长

用化学气相沉积方法，在Si(100)衬底上生长Si1-xGex∶C合金作为缓冲层，继而外延生长了Ge晶体薄膜. 根据AES测量结果可以认为，缓冲层包括由衬底中的Si原子扩散至表面与GeH4, C2H4反应而生成的Si1-xGex∶C外延层和由Si1-xGex∶C外延层中Ge原子向衬底方向扩散而形成的Si1-xGex层. 缓冲层上外延所得Ge晶体薄膜晶体取向较为单一，其厚度超过在Si上直接外延Ge薄膜的临界厚度，且薄膜中的电子迁移率与同等掺杂浓度(1.0E19cm-3)的体Ge材料的电子迁移率相当.     

ZnO缓冲层和退火处理对MgO薄膜结构的影响

采用直流反应磁控溅射法在Si衬底上引入ZnO缓冲层制备了沿(200)晶面择优取向生长的MgO薄膜,然后分别采用快速退火和常规退火两种不同的方式对MgO薄膜进行晶化处理。利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)研究了ZnO缓冲层以及两种不同的退火方式对MgO薄膜的结构和形貌的影响。结果表明:具有合适厚度的ZnO缓冲层可以显著地提高MgO薄膜的结晶质量。另外,与快速退火相比,常规退火处理后得到的MgO晶粒均匀圆润,有着较大的(200)衍射峰强度以及较小的表面粗糙度。     

缓冲层厚度对透明导电薄膜ZnO:Zr性能的影响

利用直流磁控溅射法在有ZnO:Zr缓冲层的水冷玻璃衬底上成功制备出了ZnO:Zr透明导电薄膜,缓冲层的厚度介于35～208 nm.利用XRD、SEM、四探针测试仪和紫外-可见分光光度计研究ZnO:Zr薄膜的结构、形貌、电光性能.结果表明,薄膜的颗粒尺寸和电阻率对缓冲层厚度具有较强的依赖性.当缓冲层厚度从35 nm增加到103 nm时,薄膜的颗粒尺寸增大,电阻率减小.而当缓冲层厚度从103 nm增加到208 nm时,薄膜的颗粒尺寸减小,电阻率增大.当缓冲厚度为103 nm时,薄膜的电阻率最小为2.96×10-3 Ω·cm,远小于没有缓冲层时的12.9×10-3 Ω·cm.实验结果表明,在沉积薄膜之前先沉积一层适当的缓冲层是提高ZnO:Zr薄膜质量的一种有效方法.     

Si衬底上采用溅射Fe/Si纳米多层结构制备β-FeSi2薄膜

采用磁控溅射的方法在Si衬底上生长Fe/Si多层膜,退火后形成了硅化物薄膜。利用X射线衍射(XRD)、Raman光谱、原子力显微镜(AFM)研究了Fe/Si膜厚比和退火温度对薄膜结构特性的影响。研究表明,当Fe/Si膜厚比为1/2,预先在衬底上沉积Fe缓冲层,退火温度为750℃,形成的硅化物为β-FeSi2,晶粒的平均尺寸大约为50nm,且分布得比较均匀。如果Fe/Si厚度比为1/1或3/10时,形成的硅化物为ε-FeSi。随着退火温度的升高,Fe/Si之间的相互扩散逐渐增强,当退火温度为1 000℃时,形成了富硅的二硅化物的高温相α-FeSi2。     

退火对磁控溅射法制备半导体Mg2Si薄膜的影响

通过磁控溅射和氩气氛围退火,在Si(111)衬底上制备环境友好半导体Mg2Si薄膜,并采用XRD和SEM研究了退火对Mg2Si薄膜形成和微结构的影响。结果表明Mg2Si薄膜的质量取决于退火温度、退火时间和沉积的薄膜厚度。制备Mg2Si薄膜,400℃退火5h是最优退火条件。XRD和SEM结构表明Mg2Si是通过沉积的Mg和Si衬底原子的相互扩散形成的。退火减少薄膜缺陷,也影响薄膜的表明粗糙度。     

缓冲层厚度对透明导电薄膜ZnO∶Zr性能的影响(英文)

利用直流磁控溅射法在有ZnO∶Zr缓冲层的水冷玻璃衬底上成功制备出了ZnO∶Zr透明导电薄膜,缓冲层的厚度介于35～208nm。利用XRD、SEM、四探针测试仪和紫外-可见分光光度计研究ZnO∶Zr薄膜的结构、形貌、电光性能。结果表明,薄膜的颗粒尺寸和电阻率对缓冲层厚度具有较强的依赖性。当缓冲层厚度从35nm增加到103nm时,薄膜的颗粒尺寸增大,电阻率减小。而当缓冲层厚度从103nm增加到208nm时,薄膜的颗粒尺寸减小,电阻率增大。当缓冲厚度为103nm时,薄膜的电阻率最小为2.96×10^-3Ω.cm,远小于没有缓冲层时的12.9×10^-3Ω.cm。实验结果表明,在沉积薄膜之前先沉积一层适当的缓冲层是提高ZnO∶Zr薄膜质量的一种有效方法。     

ScAlN缓冲层厚度对Si(100)衬底上GaN外延层的影响

采用脉冲直流磁控溅射方法在Si(100)衬底上制备了ScAlN薄膜。以溅射的ScAlN作为缓冲层,在Si(100)衬底上用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术外延了GaN薄膜。使用高分辨X射线衍射、原子力显微镜和拉曼光谱研究了ScAlN缓冲层的厚度对ScAlN缓冲层和GaN外延层的影响。研究结果表明,ScAlN缓冲层的厚度是影响GaN薄膜晶体质量的重要因素。随着ScAlN厚度的增加,ScAlN的(002)面X射线衍射摇摆曲线半高宽持续减小,GaN的(002)面X射线衍射摇摆曲线半高宽先减小后增大。当ScAlN缓冲层厚度为500nm时,得到的GaN晶体质量最好,其中GaN(002)面的X射线衍射摇摆曲线半高宽为0.38°,由拉曼光谱计算得到的张应力为398.38MPa。     

磁控溅射生长Cu/Si薄膜

用溅射方法在Si(111)上生长Cu/Si,Ti/Si,Cu/Ti/Si薄膜。用XRD,红外吸收光谱,台阶仪对薄膜进行分析和测量。结果表明:在150℃溅射生长出的Cu/Ti/Si薄膜的缓冲层为硅化物TiSi2(311);Cu薄膜的主要成分是晶粒大小为17nm的Cu(111);Cu/Ti/Si(111)平均厚度为462nm,粗糙度为薄膜厚度的3%。在以TiSi2薄膜为缓冲层的Si(111)衬底上生长出的Cu薄膜抗氧化性较强、薄膜均匀性和致密性较好。     

Co/a-GeSi/Ti/Si多层薄膜固相反应外延生长CoSi_2薄膜

研究了在 Co/Ti/Si结构中加入非晶 Ge Si层对 Co Si2 /Si异质固相外延的影响 ,用离子束溅射方法在Si衬底上制备 Co/Ge Si/Ti/Si结构多层薄膜 ,通过快速热退火使多层薄膜发生固相反应。采用四探针电阻仪、AES、XRD、RBS等方法进行测试。实验表明 ,利用 Co/Ge Si/Ti/Si固相反应形成的 Co Si2 薄膜具有良好的外延特性和电学特性 ,Ti中间层和非晶 Ge Si中间层具有促进和改善 Co Si2 外延质量 ,减少衬底耗硅量的作用。Ge原子的存在能够改善外延 Co Si2 薄膜的晶格失配率     

Evaluation of PZT thin films on Ag coated Si substrates

Fabrication characteristics of hybrid thin film components are investigated. Lead zirconate titanate (PZT) films, thickness 10 μm, are fabricated by using laser ablation on the Ag electrode (about 1 μm thick) which is deposited on 200 μm Si substrates by evaporation. Composition close to the target material is obtained in PZT films even in air and without substrate heating. Low surface energy in the Ag−Si system causes spheroidization of the Ag layer on the fresh Si substrate, but the surface can be modified by grinding and oxidization. Only some cavities exist at the interface. The interface between the Ag electrode and PZT layer is physically continuous, as revealed by electron microscopy. After annealing at 750°C for 2 h, the PZT layer consists of the rhombohedral perovskite phase with a fraction of the pyrochlore phase. Detrimental interdiffusion between Pb and Si occurs during annealing if the PZT thin film is directly on the Si substrate. This is retarded by the presence of the Ag layer.     

原位XPS分析Al2O3作为势垒层的Er2O3/Si结构

在超高真空条件下,通过脉冲激光沉积(PLD)技术制作了Er2O3/Al2O3/Si多层薄膜结构,原位条件下利用X射线光电子能谱(XPS)研究了Al2O3作为势垒层的Er2O3与Si界面的电子结构.XPS结果表明,Al2O3中Al的2p芯能级峰在低、高温退火前后没有变化;Er的4d芯能级峰来自于硅酸铒中的铒,并非全是本征氧化铒薄膜中的铒;衬底硅的芯能级峰在沉积Al2O 3时没有变化,说明Al2O3薄膜从沉积到退火不参与任何反应,与Si界面很稳定;在沉积Er2O3薄膜和退火过程中,有硅化物生成,表明Er2O3与Si的界面不太稳定,但随着Al2O3薄膜厚度的增加,其硅化物中硅的峰强减弱,含量减少,说明势垒层很好地起到了阻挡扩散的作用.     

(001)Si衬底上La0.9Sr0.1MnO3/SrTiO3外延生长薄膜的界面电子显微学研究

本文利用高分辨电子显微术、电子能量损失谱和电子全息技术对Si基体上生长的SrTiO3（STO）和La0.9Sr0.1MnO3（LSMO）薄膜及其STO层和Si基体之间的界面结构进行了深入研究,结果表明在Si和STO层之间由于氧扩散会形成一层过渡的SiOx无序层,且随沉积条件不同界面原子无序层厚度稍有不同;选区电子衍射结果表明薄膜和基体之间的外延生长关系为[001]LSMO//[^-110]Si,[110]LSMO//[001]Si[001]STO,//[001]Si,[010]STO//[110]Si;电子能量损失谱分析表明界面无序层中Si离子的氧化态处于Si^2＋和Si^0之间;电子全息结果清晰地显示了基体与薄膜之间存在明显的相位和势垒变化,负电荷聚集在界面SiOx的无序层中。     

Si-YBaCuO intermixing and reactive patterning technique

A novel Si-YBaCuO intermixing technique has been developed for patterning YBaCuO superconducting thin films on both insulating oxide substrates (MgO) and semiconductor substrates (Si). The electrical, structural, and interfacial properties of the Si-YBaCuO intermixed system have been studied using resistivity, x-ray diffraction, scanning electron microscopy, x-ray photoelectron spectroscopy and Auger depth profiling measurements. The study showed that the reaction of Si with YBaCuO and formation of silicon oxides during a high temperature process destroyed superconductivity of the film and created an insulating film. On a MgO substrate, the patterning process was carried out by first patterning a silicon layer using photolithography or laser-direct-writing, followed by the deposition of YBaCuO film and annealing. For a silicon substrate, thin metal layers of Ag and Au were patterned as a buffer mask which defines the YBaCuO structures fabricated thereafter. Micron-sized (2-10 Μm) superconducting structures with zero resistance temperature above 77 K have been demonstrated. This technique has been used to fabricate current controlled HTS switches and interconnects.     

Sr(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3缓冲层厚度对PZT薄膜结晶及性能的影响

采用sol-gel法制备了具有Sr(Zr0.1Ti0.9)O3缓冲层的PbZr0.52Ti0.48O3(PZT)薄膜,研究了缓冲层厚度对样品结晶和性能的影响。结果表明,较薄缓冲层会诱导PZT薄膜的(111)择优取向,添加单层缓冲层(约20nm)使其(111)取向度提高到90%;较厚缓冲层会抑制PZT薄膜的(111)择优取向,添加四层缓冲层(约80nm)使其(111)取向度降低到9%;缓冲层厚度对样品电性能有显著影响,其剩余极化强度由无缓冲层时的26.8×10–6C/cm2增加到缓冲层厚度约为20nm时的38.8×10–6C/cm2。     

非晶态SiO2过渡层对生长C轴取向LiNbO3薄膜的影响

采用磁控溅射方法,在Si衬底和LiNbO3薄膜之间引入SiO2过渡层制备LiNbO3薄膜。采用X射线衍射（XRD〉、傅里叶变换红外吸收光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对LiNbO3薄膜的结晶取向、组成成分和表面形貌进行了表征,重点研究了非晶态SiO2过渡层对LiNbO3薄膜C轴取向的影响。结果表明,非晶态S...