用椭偏法研究掺磷a-Si:H薄膜的光学特性

用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备了磷掺杂氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜.分别以50°和70°为入射角,测试了样品在300～1000nm波长的椭偏光谱,得到了其膜厚和光学常数谱(折射率和消光系数随波长变化谱),并应用Tauc作图法推算出了薄膜的光学带隙.     

沉积压强对非晶硅薄膜光学性能和微结构的影响

为研究沉积压强对非晶硅薄膜光学性能和结构的影响,通过改变沉积压强并采用射频磁控溅射制备a-Si∶H薄膜.借助椭偏仪、紫外可见分光光度计和拉曼光谱来分析薄膜的光学性能和微结构.研究发现,在较低沉积压强下薄膜的致密度得到提高,光学带隙偏小,折射率和消光系数较大,短程序和中程序得到改善,体内缺陷较少.并且椭偏拟合参数A越大,...     

磷掺杂比例对a-Si∶H薄膜太阳电池窗口层光电性能的影响

采用RF-PECVD法制备了磷掺杂氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜作为太阳电池窗口层.通过椭偏仪、Keithley 4200对所制备样品进行分析测试,研究了不同掺杂比例对非晶硅薄膜沉积速率、消光系数、折射率、光学带隙及电导率等的影响.实验表明:薄膜沉积速率随掺杂浓度升高先减小再增大;薄膜消光系数、折射率及禁带宽度随掺杂浓度升高呈现先减小后增大再减小的现象;电导率则先增大后减小再增大.     

气体压强对磷掺杂a-Si:H薄膜电学性能的影响

用射频等离子增强化学气相沉积方法(RF-PECVD)制备磷掺杂氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜,研究了辉光放电气体压强(20～80 Pa)对薄膜的暗电导率、电导激活能以及电阻温度系数的影响;利用激光喇曼光谱研究了气体压强对a-Si:H薄膜微结构的影响,并与薄膜的电学性能进行了综合讨论.结果表明:随着辉光放电气体压强的增加,a-Si:H薄膜的暗电导逐步减小,但电导激活能和电阻温度系数都有不同程度的增大;同时,薄膜内非晶网络的短程和中程有序程度逐渐恶化.     

直流磁控溅射制备a-Si:H膜工艺及其在激光器腔面膜上的应用

利用直流(DC)磁控溅射方法制备氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜。研究了氢气流量、溅射源功率对膜的沉积速率、氢含量(CH)以及光学性能的影响。通过傅里叶变换红外(FTIR)吸收光谱计算氢含量,其最大原子数分数为11%。用椭偏仪测量了膜的折射率n和消光系数k,发现a-Si∶H薄膜的k值和n值都随CH的增加而减小。将优化的实验结果用于半导体激光器腔面高反镜的镀制,a-Si∶H薄膜在808 nm波长处的n和k分别为3.2和8×10-3,获得了良好的激光输出特性。     

S枪磁控溅射淀积非晶硅光电导薄膜的制备工艺及特性研究

本文介绍用直流磁控S枪在H_2/Ar混合气体中反应溅射单晶硅靶淀积a-Si:H光电导薄膜的制备工艺。研究了用这种技术制备的a-Si:H薄膜的光学特性(透射率光谱、光学常数和光学带隙等)、晶相结构(用电子衍射图谱)、红外吸收光谱和光电导性能。并讨论了制备工艺条件与薄膜微结构和性能的关系。     

酞菁氧钛薄膜光学常数的测量研究

使用M-2000UI型宽光谱可变入射角椭偏仪,对在单晶硅片上真空蒸镀的酞菁氧钛(TiOPc)薄膜的光学性质进行了研究.在248～1650 nm(0.75～5 ev)的范围内分别使用柯西模型、逐点拟合模型、洛伦兹模型和高斯模型对测得的椭偏光谱进行拟合分析,获得了TiOPc薄膜的折射率、消光系数和复介电常数.通过比较,我们发现高斯模型拟合的均方差较小,拟合数据和测试数据重合度好,而且拟合得到的光学常数的图线光滑连续,因此认为高斯模型最适用于描述TiOPc薄膜的光学性质.由高斯模型拟合所得的消光系数推出了TiOPc薄膜的吸收谱,结果发现TiOPc薄膜存紫外可见近红外区有一系列的吸收峰,分析了其电子结构及吸收谱成因,并由吸收谱推算了其光学禁带宽度.     

a-SiCdTe∶H薄膜做液晶光阀光敏层的光学特性研究

采用射频磁控溅射法制备了用于液晶光阀光敏层的a-Si1-x(CdTe)x∶H薄膜.研究了CdTe含量对氢化非晶硅薄膜光学性能的影响.采用扫描电镜(SEM)、X光电子能谱(XPS)、椭偏仪等测试手段对薄膜的表面形貌、成分和光学性能进行了表征.结果表明,薄膜的折射率和吸收系数均随x值的增大而增大;而光学带隙E.pt随x值的增大从2.01 eV降到1.75 eV.薄膜在可见光范围内透过率随着x值的增大而有所降低,且吸收边发生红移.     

RF-PECVD法制备a-Si1-x Cx:H薄膜的光学性能研究

以SiH4和CH4为源气体,采用射频等离子增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法,通过改变CH4/SiH4流量比和射频功率制备非化学计量比氢化非晶碳化硅(a-Si1-x Cx:H)薄膜.采用傅里叶转换红外光谱(FTIR)和紫外-可见(UV-Vis)光谱等测试手段,对薄膜的成键情况及其对光学带隙的影响进行了研究分析.结...     

玻璃基底和表面粗糙度在氮化硅薄膜椭偏测量中的影响

在光谱椭偏测量中,玻璃基底的背反射会给测量结果造成较大影响。针对平板显示器件玻璃基底表面氮化硅镀膜进行了椭偏测量和模型计算。采用相干背反射模型“空气基底空气”计算并拟合得到与厂商数据符合较好的玻璃基底折射率。对氮化硅薄膜采用Tauc Lorentz色散模型进行了分析拟合,讨论了薄膜与基底界面层、表面粗糙度对光学常数及模型拟合的影响,表明在薄膜与基底间晶格失配的情况下,界面层的引入对改善拟合度是必要的。给出了薄膜体系的光学常数、薄膜结构的分析结果。     

低真空下射频磁控溅射法制备ITO薄膜

在低真空(2.3×10-3 Pa)下采用射频磁控溅射法制备了ITO薄膜.溅射温度200 ℃,溅射气氛为氩气和氧气的混合气,溅射靶材为90 %氧化铟、10 %氧化锡的陶瓷靶.用场发射扫描电子显微镜和X衍射仪研究了薄膜的显微结构, 用X射线光电子能谱表征了薄膜的成分.ITO薄膜在可见光范围内有较高的透射率(80 %～95 %).在低工作气压(1 Pa)下,氧气流量比率[O2/(O2+Ar)]越小,薄膜的透射率越高、导电性越好.在高工作气压(2 Pa)下,制备得到低质量、低透射率的无定形薄膜.     

射频磁控溅射参数对 Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射法在 Pt/TiO2/SiO2/Si(100) 衬底上制备了Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜,研究了工作气压、衬底温度等溅射参数对Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜结构和电学性质的影响.使用 XRD 分析了工作气压为 2Pa、衬底温度分别为 200 ℃、400 ℃、600℃(组a),以及衬底温度为600℃、工作气压分别为 1.5Pa、2.0Pa、2.5Pa、3.0Pa 和 5.0Pa (组b)两组薄膜的微结构,结果表明工作气压在 2.5Pa 以下、衬底温度为 600℃时沉积的薄膜具有较好的钙钛矿结构.在 1.5Pa 条件下溅射的薄膜具有明显的(111)择优取向.在2.5Pa时,Pt/Ba0.7Sr0.3TiO3/Pt电容有最优铁电性能,在外加4 V电压(电场为 80 kV/cm)下,剩余极化 (Pr) 和矫顽场(Ec)分别为 2.32 μC/cm2、21.1 kV/cm.     

沉积气压对类金刚石薄膜结构和性能的影响

以纯甲烷为反应气体,采用等离子增强化学气相沉积技术通过改变沉积气压在316L不锈钢表面制备了一系列的类金刚石薄膜。薄膜结构、机械性能和摩擦学性能分别通过拉曼光谱仪（Raman）、纳米压痕仪（Nano-indententor Ⅱ）和往复球盘摩擦磨损试验仪获得。研究结果表明,随着沉积气压从7 Pa增加到15 Pa,薄膜的sp3含量和机械性能明显增加,而摩擦学性能显著降低。随着沉积气压从15 Pa增加到31 Pa,薄膜的sp3含量和机械性能明显降低,而摩擦学性能却显著增加。     

DC Magnetron-Sputtered Mo Thin Films with High Adhesion,Conductivity and Reflectance

The main challenge in the deposition of molybdenum thin films for high efficiency in copper indium gallium selenide (CIGS) modules lies in gaining an adherent coating without compromising conductivity and reflectance characteristics. In this study, Mo thin films were deposited on soda-lime glass by DC magnetron sputtering at different deposition power (55, 100, 200 and 300 W) and with high working gas pressure (2 and 4 Pa). Analytical techniques such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and Hall effect were employed to analyze the structure, morphology and electrical resistivity of the deposited films. Ultraviolet–visible (UV–Vis) spectrometry was performed to measure the reflectance and a cross-hatch adhesion tape test was employed to determine the adhesion behavior of deposited films. With higher sputtering power and reduced gas pressure, an increase in the crystallite size of the deposited films was observed. Films deposited at higher gas pressure were found with tensile stresses and higher adhesion with the substrate. The van der Pauw method reveals an increase in conductivity at high power and low gas pressure. Improved reflectance was achieved at moderate sputtering power and low gas pressure.     

反应溅射法制备氮化铝薄膜及工作气压对其场发射性能的影响

采用反应磁控溅射法在不同工作气压(0.5～2.0Pa)下沉积了一系列氮化铝(AlN)薄膜。研究发现,在保持其他工艺参数不变的条件下,工作气压对薄膜厚度的影响很小。场发射性能测试表明,在较低的工作气压(0.5Pa和0.7Pa)下制备的AlN薄膜具有一定的场发射性能。扫描电子显微镜(SEM)图像显示,在较高的工作气压(2.0Pa)下制备的薄膜易产生空位及微空洞等缺陷,使薄膜致密性下降。电子在薄膜中的输运因受到缺陷的散射而不能隧穿表面势垒进行发射。研究表明,为获得具有良好场发射性能的AlN薄膜,若采用反应磁控溅射法,应选取较低的工作气压;同时,对于薄膜型阴极,具有紧密晶粒结构及较小缺陷的薄膜可能具有更优异的场发射性能。     

ZAO膜磁控溅射变参数制备技术

采用射频磁控溅射技术生长ZnO:Al(ZAO)薄膜,用X射线衍射仪检测薄膜的结晶质量。为了提高薄膜的生长效率,进行了在生长过程中调整生长参数的试验。结果发现,生长过程中适当地改变参数,不仅可以提高薄膜的生长效率,还可以获得结晶质量更好的薄膜。在工作压强0.35Pa、溅射功率120W条件下粗生长后,改变工作压强为0.2Pa、溅射功率80W进行细生长,制得的薄膜平均可见光透射率为88%,电阻率为7.8×10–4Ω·cm。     

Microstructure and optoelectronic properties of gallium- titanium-zinc oxide thin films deposited by magnetron sputtering

Gallium-titanium-zinc oxide(GTZO) transparent conducting oxide(TCO) thin films were deposited on glass substrates by radio frequency magnetron sputtering. The dependences of the microstructure and optoelectronic properties of GTZO thin films on Ar gas pressure were observed. The X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM) results show that all the deposited films are polycrystalline with a hexagonal structure and have a preferred orientation along the c-axis perpendicular to the substrate. With the increment of Ar gas pressure, the microstructure and optoelectronic properties of GTZO thin films will be changed. When Ar gas pressure is 0.4 Pa, the deposited films possess the best crystal quality and optoelectronic properties.     

溅射工艺参数对BST薄膜介电常数的影响

采用射频磁控溅射法在ITO玻璃基片上制备了约700nm的Ba0.5Sr0.5Ti03(BST)薄膜。研究了溅射功率、气压、ψ[O2/(Ar+O2)]比和基片温度对εr的影响,获得各种溅射条件下的薄膜的εr为250~310。提出了较优的工艺,即本底真空1.5×10–3Pa、靶基距6.2cm、功率300W、气压1.8Pa、ψ[O2/(Ar+O2)]为30%和衬底温度500℃,并研究了薄膜的晶相、组成和形貌。     

宽带隙立方氮化硼薄膜制备

报道了用偏压调制射频溅射方法制备宽带隙立方氮化硼(c-BN)薄膜的实验结果.研究了衬底负偏压对制备c-BN薄膜的影响.c-BN薄膜沉积在p型Si(100)衬底上,溅射靶为六角氮化硼（h-BN）,工作气体为Ar气和N2气混合而成,薄膜的成分由傅里叶变换红外谱标识.结果表明,在射频功率和衬底温度一定时,衬底负偏压是影响c-BN薄膜生长的重要参数.在衬底负偏压为-200V时得到了立方相含量在90%以上的c-BN薄膜.还给出了薄膜中的立方相含量随衬底负偏压的变化,并对c-BN薄膜的生长机制进行了讨论.     

射频磁控溅射掺氮ZnO薄膜的制备与表征

以ZnO为靶材,采用射频磁控溅射法,在衬底温度为450℃、混合气体压强为1.3Pa的条件下,在石英玻璃和抛光单晶硅衬底上沉积了一系列呈六角纤锌矿结构、沿(0002)晶面高度取向生长的ZnO薄膜.利用X射线衍射、四探针、原子力显微镜、吸收光谱和光致荧光光谱等实验分别对薄膜样品的晶体结构、表面形貌和光电特性进行了分析表征.结果表明,氮对ZnO薄膜的缺陷有明显的钝化作用,气体组分、溅射功率是影响ZnO薄膜沿C轴择优取向生长、结构特征和光电性质的重要因素.