通用工艺与设备 热处理与表面处理工艺

0626019阳极氧化中烧损行为及防止〔刊,中〕/王平//西华大学学报(自然科学版).—2006,25(4).—41-43(G)0626020利用热退火法从非晶硅薄膜中生长纳米硅粒〔刊,中〕/薛清//量子电子学报.—2006,23(4).—565-568(L)报道了一种从氢化非晶硅薄膜中生长纳米硅粒的方法。氢化非晶硅薄膜经过不同条件的热退火处理后,用拉曼散射和X射线衍射技术对样品进行了分析。实验结果表明:在快速升温条件下所形成的nc-Si在薄膜中的分布是随机均匀的,直径在1.6~15nm范围内,硅粒大小随退火过程中升温快慢而变化。参70626021脉冲电沉积Ni-W合金镀层的摩擦磨损性…     

a-SiH 热处理过程中纳米硅粒尺寸的控制(英文)

报道了控制热处理过程中含氢非晶硅中纳米硅颗粒大小的一种新方法。用喇曼散射、X射线衍射和计算机模拟,发现在非晶硅中所形成的纳米硅颗粒的大小,随着热退火过程中升温速率的变化而变化。在退火过程中,若非晶硅薄膜升温速率较高(～100℃/s),则所形成纳米硅粒的大小在1.6～15nm;若非晶硅薄膜升温速率较低(～1℃/s),则纳米硅粒大小在23～46nm。根据晶体生长理论,讨论了升温速率的高低与所形成的纳米硅颗粒大小的关系。     

热处理升温快慢对非晶硅中形成的纳米硅粒尺寸的影响

含氢非晶硅薄膜经过快速热退火处理后,我们用拉曼散射和X-射线衍射技术对样品进行分析.我们的实验结果表明:在非晶硅薄膜中形成的纳米硅晶粒的大小随着热退火过程中升温快慢而变化.在升温过程中,当单位时间内温度变化量较大时（～100℃/s）,则所形成纳米硅粒较小（～1.6～15nm）;若单位时间内温度变化量较低（～1℃/s）,则纳米硅粒较大（～23～46nm）。根据分形生长理论和计算机模拟,我们讨论了升温快慢与所形成的纳米硅颗粒大小的关系.     

硅基薄膜太阳电池研究进展

硅基薄膜电池主要包括氢化非晶硅电池、氢化微晶硅电池、多晶硅薄膜电池以及硅薄膜叠层电池.本文归纳了硅基薄膜材料和器件的微观结构、光学和电学特性,讨论了硅基薄膜电池性能的优化设计,并介绍了近期的研究进展情况,比如,氢化非晶硅抗反射涂层、晶粒为几个纳米的微晶硅材料、中间插入反射层的新型叠层电池结构以及具有高稳定性的多晶硅薄膜电池CSG.     

在柔性衬底上制备的非晶硅薄膜力学性能研究

以聚酰亚胺膜作为柔性衬底材料 ,用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)技术制备氢化非晶硅薄膜 .喇曼(Raman)光谱分析表明适当温度下的退火工艺使氢化非晶硅薄膜具有均匀的微硅晶体结构和良好的表面质量 .在扫描电子显微镜下进行的力学性能实验研究表明 ,由于非晶硅薄膜和聚酰亚胺膜之间较强的相互作用 ,使非晶硅薄膜具有优异的柔韧力学性能 ,可以在 5mm以上的曲率半径下保持良好的弹性变形能力 ,在受拉伸情况下可以达到 1 7%的弹性形变范围 ,抗拉伸强度达到 1 45GPa ,完全能够贴附于一般规则和不规则曲面并承受较大的应力作用.     

在柔性衬底上制备的非晶硅薄膜力学性能研究

以聚酰亚胺膜作为柔性衬底材料,用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备氢化非晶硅薄膜.喇曼(Raman)光谱分析表明适当温度下的退火工艺使氢化非晶硅薄膜具有均匀的微硅晶体结构和良好的表面质量.在扫描电子显微镜下进行的力学性能实验研究表明,由于非晶硅薄膜和聚酰亚胺膜之间较强的相互作用,使非晶硅薄膜具有优异的柔韧力学性能,可以在5mm以上的曲率半径下保持良好的弹性变形能力,在受拉伸情况下可以达到1.7%的弹性形变范围,抗拉伸强度达到1.45GPa,完全能够贴附于一般规则和不规则曲面并承受较大的应力作用.     

a-Si:H热处理过程中形成的纳米硅粒及其光致发光

报道了氢化非晶硅薄膜在600～620℃温度下快速退火10 s可以形成纳米晶硅,其拉曼散射表明,所形成的纳米晶硅在薄膜中的分布是随机的,其直径在1.6～15 nm内.根据晶体生长理论和计算机模拟,讨论了升温快慢与所形成纳米硅颗粒大小之间的关系,并且在强光照射下观察了纳米晶硅在薄膜中的结晶和生长情况.经退火形成的nc-Si可见光辐射较弱,不能检测到它们的光致发光,但用氢氟酸腐蚀钝化后则可检测到较强的红PL,并且钝化后的nc-Si在空气中暴露一定时间后,其辐射光波长产生了蓝移.就表面钝化和量子限制对可见光辐射的重要性作了讨论.     

离子束淀积技术在非晶硅制备中的应用

本文介绍离子束溅射淀积非晶硅(a—Si)及氢化非晶硅(a—Si:H)的技术,讨论工艺条件对薄膜质量的影响并探索艺的优化。研究表明薄膜质量与加速电压、束电流的大小及聚焦,真空室气氛,靶、束和衬底的几何位置,衬底温度,成膜后的退火及氢化等因素有关。文中提供了在工艺条件改变下的薄膜特性曲线及工艺参数与薄膜特性的关系图。     

注铒a-SiOx∶H中Er3+发光与薄膜微观结构的关系

采用光致发光(PL)谱和傅里叶变换红外(FTIR)谱研究了掺铒a-SiOx∶H(a-SiOx∶H〈Er〉)薄膜在不同退火温度下光学性质和微观结构的变化.PL谱的测量结果表明:薄膜在1.54μm的Er3+发光和750nm处的可见发光随退火温度有相同的变化趋势,这种变化和薄膜在退火过程中微观结构的变化有着密切关系.FTIR谱的分析表明:a-SiOx∶H薄膜是一种两相结构,富硅相镶嵌在富氧相中.两者的成分可近似用a-SiOx≈0.3∶H和a-SiOx≈1.5∶H表示,前者性质接近于氢化非晶硅(a-Si∶H),后者性质接近于a-SiO2.富硅相在退火中的变化对Er3+的发光强度有重要影响.     

注铒a-SiOx∶H中Er3+发光与薄膜微观结构的关系

采用光致发光(PL)谱和傅里叶变换红外(FTIR)谱研究了掺铒a-SiOx∶H(a-SiOx∶H〈Er〉)薄膜在不同退火温度下光学性质和微观结构的变化.PL谱的测量结果表明:薄膜在1.54μm的Er3+发光和750nm处的可见发光随退火温度有相同的变化趋势,这种变化和薄膜在退火过程中微观结构的变化有着密切关系.FTIR谱的分析表明:a-SiOx∶H薄膜是一种两相结构,富硅相镶嵌在富氧相中.两者的成分可近似用a-SiOx≈0.3∶H和a-SiOx≈1.5∶H表示,前者性质接近于氢化非晶硅(a-Si∶H),后者性质接近于a-SiO2.富硅相在退火中的变化对Er3+的发光强度有重要影响.     

Size Control of Nanoscale Silicon Particles Formed in Thermally Annealed A- Si: H Films and Its Photoluminescence

A method to control the size of nanoscale silicon grown in thermally annealed hydrogenated amorphous silicon (a-Si : H) films is reported. Using the characterizing techniques of micro-Raman scattering,X-ray diffraction and computer simulation, it is found that the sizes of the formed silicon particles change with the temperature rising rate in thermally annealing the a-Si : H films. When the a-Si: H films have been annealed with high rising rate( ～ 100 C/s), the sizes of nanoscale silicon particles are in the range of 1.6～ 15nm. On the other hand, if the a-Si: H films have been annealed with low temperature rising rate(～1 C/s),the sizes of nanoscale silicon particles are in the range of 23～46 nm. Based on the theory of crystal nucleation and growth, the effect of temperature rising rate on the sizes of the formed silicon particles is discussed. Under high power laser irradiation, in situ nanocrystallization and subsequent nc-Si clusters are small enough for visible light emission, authors have not detected any visible photoluminescence(PL) from these nc-Si clusters before surface passivation. After electrochemical oxidization in hydrofluoric acid, however, intense red PL has been detected. Cyclic hydrofluoric oxidization and air exposure can cause subsequent blue shift in the red emission. The importance of surface passivation and quantum confinement in the visible emissions has been discussed.     

Size Control of Nanoscale Silicon Particles Formed in Thermally Annealed A-Si∶H Films and Its Photoluminescence

A method to control the si ze of nanoscale silicon grown in thermally annealed hydrogenated amorphous silico n (a-Si∶H) films is reported. Using the characterizing techniques of micro-Ra man scattering, X-ray diffraction and computer simulation, it is found that the sizes of the formed silicon particles change with the temperature rising rate i n thermally annealing the a-Si∶H films. When the a-Si∶H films have been anne aled with high rising rate( ~100 ℃/s), the sizes of nanoscale silicon particle s are in the range of 1.6~15 nm. On the other hand, if the a-Si∶H films have been annealed with low temperature rising rate(~1 ℃/s), the sizes of nanoscale silicon particles are in the range of 23~46 nm. Based on the theory of crystal nucleation and growth, the effect of temperature rising rate on the sizes of th e formed silicon particles is discussed. Under high power laser irradiation, in situ nanocrystallization and subsequent nc-Si clusters are small enough for vis ible light emission, authors have not detected any visible photoluminescence(PL) from these nc-Si clusters before surface passivation. After electrochemical ox idization in hydrofluoric acid, however, intense red PL has been detected. Cycli c hydrofluoric oxidization and air exposure can cause subsequent blue shift in t he red emission. The importance of surface passivation and quantum confinement i n the visible emissions has been discussed.     

富硅量不同的富硅氮化硅薄膜的光致发光研究

采用等离子体增强化学气相沉积方法(PECVD)，在低衬底温度下制备了系列富硅量不同的富硅氮化硅薄膜。且所有样品分别经过不同温度的退火。通过X射线光电子能谱(XPS)的测试证实了薄膜中硅团簇的存在。对不同富硅量的氮化硅薄膜做了红外和光致发光的比较研究。由不同富硅量薄膜中硅团簇的尺寸变化对发光峰的影响。得出了发光来源于包埋于氮化硅薄膜中由于量子限制效应而使带隙增大了的硅团簇。     

退火温度对生长在TiO2缓冲层上的ZnO薄膜的影响

采用电子束蒸发技术在TiO2缓冲层上沉积了ZnO薄膜,研究了不同的退火温度对薄膜晶化质量及发光性质的影响.利用X射线衍射仪和扫描探针显微镜分析了薄膜样品的结构性质,利用荧光光谱仪研究了薄膜样品的光致发光性质.分析结果表明,退火处理后的ZnO薄膜都沿c轴择优牛长.在600℃下退火的样品具有最强的(002)衍射峰、最强的紫外发射和最弱的可见光发射,其晶粒大小均匀.紧密堆积.而对于在500和700℃下退火的样品,其可见光发射较强.这表明在600℃下退火的样品具有最好的晶化质量.     

真空度对VO2(B)型薄膜制备及光电特性的影响

对不同真空度下得到的VO2(B)型薄膜的结品状况、组分、电学性质 和光学性质进行测试和分析,以探讨退火真空度对VO2(B)型薄膜的影响.以高纯五氧化二钒(V2O3)粉末(纯度高于99.99%,质量分数)为原料,采用真 空蒸发——还原工艺,分别在高、低真空度下还原出VO2(B)型(空间群为C2m)薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪,X射线光电子能谱仪(XPS),电阻温度关系(TCR)测试仪和紫外可见分光光度计对薄膜进行测试,讨论了退火真空度对VO2(B)刑薄膜的结品状况、组分、电学性质和光学性质的影响.结果显示,在高、低真空度下退火,VO2(B)型薄膜出现的温度范围是不同的,在低真空度下退火出现的范围在400～480℃,而在高真空度下退火出现的范围只有400～440 C;高真空度退火得到薄膜的晶粒较大,透过率较低真空度得到的薄膜高7%～8%;但在低真空度下退火,薄膜中的V更易被还原,电阻温度系数绝对值更大,最大可达-2.4%/K.     

新型sol-gel技术制备BST 0-3型厚膜

采用传统高温固相烧结法合成了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷粉,并用高能球磨法将其细化为纳米粉,均匀分散于组分相同的BST溶胶中,形成稳定的厚膜先体溶液,而后用匀胶法制备出厚度约为6.5μm的BST厚膜。XRD测试结果表明,650℃热处理后的厚膜为单一钙钛矿相。SEM观测显示厚膜表面均匀一致,无裂纹出现。800℃热处理后的厚膜在室温、频率1kHz下相对介电常数εr和介质损耗tgδ分别为455、0.036。     

RF磁控溅射技术制备纳米硅

利用硅-SiO2复合靶,RF磁控溅射技术制备了三种富硅量不同的SiO2薄膜,并在较大的温度范围内进行了退火。利用x射线光电子能谱,对刚淀积的样品进行了分析,结果表明三种样品都存在纳米硅粒子。使用高分辨率透射电子显微镜和电子衍射技术研究了退火后样品中纳米硅粒子析出和结晶情况,富硅量较大的两种SiO2薄膜都观测到纳米硅晶粒。统计结果表明:复合靶中硅组分从20%增加到30%,纳米硅晶粒的平均尺寸增加了15%、密度增加了2.5倍,而且随着退火温度从900℃增加到1100℃,纳米硅晶粒的平均尺寸和密度都明显增加。