应用于AlGaN/GaN HEMTs MMIC薄膜电阻的特性与可靠性

TaN和NiCr是AlGaN/GaN HEMTs微波集成电路中薄膜电阻最为常用的两种材料.文中对比了在SiC衬底上生长的这两种材料的薄膜电阻的可靠性.通过TaN和NiCr薄膜电阻的对比,发现TaN薄膜电阻的方块电阻(Rs)随着退火温度的上升而增大,然而NiCr薄膜电阻的Rs却出现相反的趋势.同时发现随着退火温度的上升TaN薄膜电阻的s.和接触电阻(Rc)的变化远远小于NiCr薄膜电阻的变化.在400℃退火及等离子刻蚀机的氧等离子暴露后,TaN薄膜电阻的Rs只下降了0.7Ω,大概2.56%,并且Rc上升了0.1Ω,大概6.6%.但是NiCr薄膜电阻的Rs.和Rc在不同的退火条件下经过氧等离子暴露后发生了很大的变化.因此,TaN薄膜电阻在氮气保护下经过400℃退火后在氧等离子暴露下更为稳定.     

磁控溅射的TaN薄膜的扩散阻挡性能

用反应磁控溅射方法在SiO2/Si(100)衬底和Cu薄膜间溅射一层TaN阻挡层,测试不同N气分压及热处理温度下Cu/TaN/SiO2/Si薄膜的显微结构和电阻特性.同时利用微细加工技术加工了镂空的Cu互连叉指测试结构,研究了TaN薄膜在镂空的铜互连结构中的扩散阻挡性能.结果发现,在退火温度不超过400 ℃时,薄膜电阻率均低于80μΩ·cm,而当溅射N分压超过10%,退火温度超过400℃时,薄膜电阻率很快上升.低N气分压下(≤10%)溅射时,即使退火温度达到600 ℃,薄膜电阻基本不变.     

柔性高温NiCr薄膜应变计研究

耐高温的NiCr薄膜应变计在航空、航天领域有广泛的需求。采用射频磁控溅射方法制备了NiCr薄膜,研究了溅射气压和衬底温度对NiCr薄膜电阻温度系数的影响规律,结果表明:当溅射气压为0.2 Pa,基片温度为400℃时,电阻温度系数最小为130.7×10^-6/℃。利用优化的工艺条件,在Hastelloy柔性合金衬底上制备了NiCr薄膜应变计,测试结果表明,所制备的NiCr薄膜应变计在各个温度下其电阻随着应变呈线性变化,其应变灵敏度(GF)因子随温度增加而增大,当温度超过200℃后,GF因子缓慢变化。温度为400℃时,GF因子达到3。实验得到的基于Hastelloy合金衬底的柔性薄膜应变计为高温应变测量提供了一种新的手段。     

退火对高阻AZO薄膜结构及紫外特性的影响

在石英衬底上采用射频磁控溅射的方法制备高电阻AZO薄膜,其中高电阻由高氧氩比环境得到.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的晶体结构、表面形貌进行表征,重点研究了不同退火温度对薄膜的结构及紫外光电导特性的影响.结果表明:适当温度的退火有助于薄膜结构的优化,而随着退火温度的增加,薄膜的紫外光电导特性呈现出先增加后减小的变化趋势,并在400 ℃条件下达到最优紫外响应效果.     

磁控溅射法制备AZO薄膜的工艺研究

用XRD测试仪、分光光度计、四探针等测试仪器,探讨了制备气氛、退火温度和退火环境对AZO薄膜光电性能及结构的影响。结果表明:氧气和氩气的体积流量比为2∶1时,薄膜透光率最高(95.33%);退火有利于薄膜结晶;低于400℃退火时,温度越高薄膜电阻越小,超过400℃后,真空中退火温度再升高电阻变化不大,而空气中退火温度再升高电阻反而变大。     

中频交流磁控溅射制备AZO薄膜及退火工艺

以锌铝合金为靶材,采用工业生产设备,用中频交流磁控溅射法在玻璃衬底上制备出了铝掺杂氧化锌(AZO)透明导电薄膜,研究了氩氧比、退火温度、退火时间对薄膜结构、光学和电学性能的影响。结果表明,氩气和氧气体积流量比为3:1时常温下得到薄膜的方阻值最低,400℃真空退火1 h后薄膜可见光平均透过率由84.0%上升到86.7%,方阻值由5 000Ω/□下降到108Ω/□。     

退火对不同基底上氧化钒薄膜电阻的影响

采用直流磁控溅射的方法分别在普通玻璃与硅片上制备了氧化钒薄膜,在大气及真空氛围下分别对样品采取了退火处理,测量了退火前后薄膜的电阻,结合样品的XRD图谱进行了分析。结果表明,在普通玻璃和硅片上均得到了V2O5薄膜。经过大气氛围退火处理后,薄膜的结晶度明显增强,硅片上薄膜的电阻明显变小,而玻璃基底上的薄膜电阻变化则不明显。在温度升高的过程中,Si片上薄膜电阻变化范围为56～0.54MΩ。而经过真空退火处理的薄膜其电阻均发生改变,升温过程中,玻璃基底与Si片上薄膜的电阻变化范围分别为52～16MΩ、4.3～0.46MΩ,说明经过退火后硅片上沉积的薄膜具有较好的电学性能。     

用于微测辐射热计的氧化矾热敏材料的温度特性

氧化矾作为非制冷微测辐射热计的热敏材料,电阻率p和电阻温度系数TCR(Temperature Coefficient of Resistance)是表征其性能的重要参数.通过对用离子束溅射得到的氧化矾薄膜在相同时间不同温度下的N2+H.退火实验,我们发现氧化矾薄膜的电阻率p和电阻温度系数TCR之问存在着密切的正相关关系,AES结果表明它们的变化对应着氧化矾热敏材料的O/v比例(或氧空位浓度)的变化.这三个参量随着退火温度的改变而变化,在350～500℃的退火温度范围内,我们发现电阻率p,电阻温度系数TCR以及O/V比例随着温度的变化均出现一个峰值.通过对氧化矾的电阻温度特性的分析,我们讨论了氧化矾薄膜的导电机制.我们认为,用本方法制备的氧化矾薄膜在室温下导电的载流子主要来自于相对较深能级杂质的电离.     

TiO2薄膜制备及其氧敏特性

采用直流磁控溅射法制备TiO2薄膜,在不同温度下对薄膜进行退火,研究了薄膜晶体结构随退火温度的转化情况.对TiO2薄膜氧敏器件特性进行了测试,结果表明,在400℃下灵敏度随氧分压增加最快,并且在400℃具有最高的灵敏度.得到的激活能为0.41eV,并对TiO2薄膜氧敏器件的氧敏可逆性进行了讨论.     

TaN薄膜电阻的功率加载特性研究

通过射频反应溅射,在氧化铝基板上制备了TaN薄膜电阻。研究了TaN薄膜电阻在不同加载功率密度下表面温度的变化,研究了高温下TaN薄膜氧化所造成的电阻失效。按照混合集成电路规范的测试条件,在环境温度为70℃,TaN薄膜电阻的厚度为0.1μm,氧化铝基板厚度为0.125mm的条件下,TaN薄膜电阻可以耐受4W/mm2的功率密度,或者9.4W/mm2的1min瞬时功率密度冲击。     

DC-18GHz微波功率薄膜电阻器的设计及制作

设计并仿真了频率范围为DC-18GHz,功率负载为20W的微波功率薄膜电阻器,根据仿真结果,采用反应磁控溅射法制备了TaN微波功率薄膜电阻器。仿真结果表明,所设计的薄膜电阻器在DC-18GHz频率范围内,电压驻波比均小于1.2,加载20W微波功率时,薄膜电阻器表面的最高温度为108℃。实验结果表明,所制备的TaN薄膜电阻器在DC-18GHz频率范围内,电压驻波比小于1.25;加载20W直流功率96小时,电阻器的阻值变化小于2%,表面最高温度为105℃;在25-125℃温度范围内电阻器的温度电阻系数为-40ppm/℃。     

LCP柔性基板的薄膜电阻制作技术

针对液晶聚合物(LCP)柔性基板高频电子封装应用需求,采用一种薄膜溅射工艺直接在LCP柔性基板上制作TaN薄膜电阻,研究不同等离子体预处理方式对LCP表面形貌和LCP表面薄膜金属膜层附着强度的影响,进一步研究溅射气压和氮气体积分数等参数对电阻性能的影响,考察LCP柔性基板上的TaN薄膜电阻精度及电阻温度系数(TCR),...     

热处理对TaN薄膜电性能的影响

采用直流磁控溅射法在Al2O3陶瓷基片上制备了TaN薄膜,研究了热处理温度和时间对TaN薄膜的方阻(R□)及电阻温度系数(TCR)的影响。研究发现,在热处理时间为2h的条件下,热处理温度在200℃到600℃变化时,R□从12?/□增加到24?/□,TCR从15×10-6/℃下降到-80×10-6/℃;在热处理温度为300℃的条件下,热处理时间对R□及TCR影响较小,随着热处理时间的增长,R□及TCR略有变化。     

Bi_(3.5)Yb_(0.5)Ti_3O_(12)铁电薄膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基片上淀积了Bi3.5Yb0.5Ti3O12(BYT)铁电薄膜,研究了在不同退火温度下形成的BYT薄膜的微观结构以及铁电性能方面的区别。结果发现,在610,660,710和760℃不同温度下退火的BYT薄膜的结晶度不同,退火温度越高的BYT薄膜,其结晶度越高。并且发现,BYT薄膜的剩余极化值(2Pr)在710℃以下随退火温度增高而增大,在710℃达到最大;在外加400kV/cm电场时2Pr为36.7μC/cm2,然后随退火温度上升又有所下降。     

氧气氛退火对BST薄膜电阻热敏特性的影响

利用氩离子束镀膜技术在 SiO2/Si 衬底上淀积 BST 薄膜,研究了氧气氛下退火对 BST 薄膜热敏特性的影响。结果表明,当退火温度不太高时(≤600℃),薄膜热敏特性随退火温度升高而变差;但当退火温度较高时(>600℃),薄膜热敏特性随退火温度升高而得到改善。在室温至 200℃范围内 BST 薄膜具有较好的热敏特性,其温度系数最大值为–5.3 %℃–1。并利用 SEM 和 AES 分析了退火条件对薄膜电阻热敏特性的影响机理。     

Electrodeposition of Pyrite Thin Films for Solar Cell

Formation of pyrite (FeS 2) films through electrodeposition from aqueous solutions which contain different source materials has been investigated. Na 2S 2O 3·5H 2O is used as sulfur source material, FeSO 4·7H 2O, FeCl 2·4H 2O and FeCl 3·6H 2O are used as iron source materials respectively. The samples are annealed in N 2 atmosphere at 400 ℃ and 500 ℃ respectively. From XRD (X-ray diffraction) patterns of the films, it is found that there are peaks of FeS 2, FeS and Fe 7S 8 in all films, but there are sharp and more peaks characterizing FeS 2 in the film from Na 2S 2O 3 +FeSO 4 than other films, and 400 ℃ is the more suitable temperature than 500 ℃ for annealing the samples in N 2 atmosphere. In addition, one solution can be used repeatedly.     

TiC/n型4H-SiC欧姆接触的低温退火研究

利用电子回旋共振(ECR)氢等离子体处理n型4H-SiC(0.5～1.5×1019cm-3)表面,采用溅射法制备碳化钛(TiC)电极,并在低温(<800℃)条件下退火。直线传输线模型(TLM)测试结果表明,TiC电极无需退火即可与SiC形成欧姆接触,采用ECR氢等离子体处理能明显降低比接触电阻,并在600℃退火时获得了最小的比接触电阻2.45×10-6Ω.cm2;当退火温度超过600℃时,欧姆接触性能开始退化,但是比接触电阻仍然低于未经氢等离子体处理的样品,说明ECR氢等离子体处理对防止高温欧姆接触性能劣化仍有明显的效果。利用X射线衍射(XRD)分析了不同退火温度下TiC/SiC界面的物相组成,揭示了电学特性与微观结构的关系。     

离子束溅射氧化钽薄膜光学特性的热处理效应

主要研究了离子束溅射制备的氧化钽薄膜在大气氛围下热处理对其光学特性的影响规律。实验中热处理温度范围的选择为150~550℃,间隔为200℃。研究中分别采用介电常数的Cody-Lorentz色散模型和振子模型对氧化钽薄膜的能带特性（1~4 eV）和红外波段（400~4 000 cm-1）的微结构振动特性进行了表征。研究结果表明,在150℃和350℃之间出现热处理温度转折点,即热处理温度高于此值时消光系数增加。Urbach能量的变化与消光系数趋势相同,而禁带宽度的变化与消光系数恰好相反。通过红外微结构振动特性分析,薄膜中仍存在亚氧化物的化学计量缺陷。