PECVD法氮化硅薄膜的研究

本文采用射频等离子体增强化学气相生长法，在单晶硅衬底上生长氮化硅薄膜，经Ｘ射线衍射测试发现，在晶向硅片上生长的氮化硅薄膜为晶向的外延生长膜。还用红外吸收我谱拉曼光谱和Ｘ射线我电子能谱测试了β－Ｓｉ３Ｎ４的特性，讨论了它在微电子学中的应用。     

Er2O3／Si外延薄膜表面和界面组分研究

利用X射线光电子能谱方法对Si基Er2O3外延薄膜的化学组分进行了分析。在X射线照射样品和氩离子轰击使样品减薄的过程中没有诱发其他的化学反应。研究了清洁的Si和有氧化层的Si衬底上外延生长的Er2O3薄膜的表面和界面化学组分情况,并对上述两种不同的衬底上外延生长Er2O3薄膜的生长模式进行初步探讨。     

PECVD法氮化硅薄膜的研究

本文采用射频等离子体增强化学气相生长法（ＰＥＣＶＤ），在单晶硅衬底上生长氮化硅薄膜，经Ｘ射线衍射测试发现，在（１００）晶向硅片上生长的氮化硅薄膜为（１０１）晶向的外延生长膜。还用红外吸收光谱拉曼光谱和Ｘ射线光电子能谱测试了β－Ｓｉ３Ｎ４的特性，讨论了它在微电子学中的应用。     

硅基β-SiC薄膜外延生长的温度依赖关系研究

采用常压化学气相淀积（ＡＰＣＶＤ）工艺在１０００～１４００℃温度范围内的（１００）Ｓｉ衬底上进行了β－ＳｉＣ薄膜的异质外延生长．实验结果表明,随着淀积温度的升高,外延层由多晶硅向β－ＳｉＣ单晶转变,结晶情况变好;但同时单晶生长速率却反而有所下降．     

液相外延法制备β-BBO薄膜

采用液相外延法在掺Sr2 的α-BBO(001)衬底上制备了β-BBO薄膜,研究了制备条件对薄膜质量的影响.结果表明:当生长温度为810 ℃时,转速为300 r/min生长的外延膜具有较高的结晶质量,且随着生长时间的延长,外延膜的结晶质量有所提高.β-BBO薄膜呈c轴高度择优取向,薄膜的双晶摇摆曲线半峰宽值FWHM仅为676.6″,表明β-BBO薄膜较好的结晶质量;在不具备相位匹配的条件下,β-BBO外延膜也能够实现二次谐波输出.     

高质量GaN薄膜生长工艺的研究进展

概述了GaN异质外延生长中衬底的选择以及缺陷的形成机理,从缓冲层技术、横向外延技术、柔性衬底技术等生长工艺方面综述了国内外GaN基半导体薄膜生长的最新研究和进展,并对其优缺点进行了分析比较,认为发展同质外延将有希望解决现在异质外延生长中存在的问题,最后展望了GaN基薄膜同质外延生长的前景.     

钙钛矿型氧化物SrTiO3/BaTiO3多层膜的激光分子束外延生长研究

用激光分子束外延技术在SrTiO3(001)衬底上外延生长SrTiO3/BaTiO3多层膜,通过反射式高能电子衍射(RHEED)原位实时监测并结合原子力显微镜(AFM),研究了不同基片温度下所生长薄膜的表面平整度,利用X射线衍射(XRD)对外延薄膜进行了结构分析,结果表明薄膜具有二维生长模式,在基片温度为380～470℃之间生长的薄膜具有原子级光滑,并且具有完全C轴取向.同时运用X射线光电子能谱(XPS)研究了薄膜界面的互扩散,结果表明降低制备薄膜时的基片温度有利于减少互扩散.     

SrTiO3衬底上溅射法外延生长PLZT薄膜

用射频磁控溅射法在SrTiO3衬底上外延生长PLZT薄膜,研究了不同的溅射工艺对薄膜生长速率的影响,探讨了不同的后期热处理条件与薄膜取向度的关系.在SrTiO3衬底上成功制备出外延生长的、厚度达1.5μm的PLZT薄膜.     

Si(111) 衬底上3C-SiC的超低压低温外延生长

研究了发展一种Si衬底上低温外延生长3C－SiC的方法。采用LPCVD生长系统，以SiH4和C2H4为气源，在超低压（30Pa) ,低温（900℃）的条件下，在Si(111衬底上外延生长出高质量的3C－SiC薄膜材料。采用俄歇能谱（AES），X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）等分析手段研究了SiC薄膜的外延层组分，晶体结构及其表面形貌。AES结果表明薄膜中的Si/C的原子比例符合SiC的理想化学计量比，XRD结果显示了3C－SiC外延薄膜的良好晶体结构，AFM揭示了3C－SiC薄膜的良好的表面形貌。     

高真空化学气相外延炉的研制

研制出满足Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料生长工艺的高真空化学气相外延炉,介绍了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料的生长工艺,详述了该气相外延设备的性能指标、结构组成和设计原理,并且给出了利用该设备生长Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质薄膜的实验结果。     

ZnO薄膜生长技术的最新研究进展

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅳ族半导体材料，目前已研究了开发了许多ZnO薄膜的生长技术，其中，磁控溅射，喷雾热分解，分子束外延，激光脉冲沉积，金属有机物化学气相外延等沉积技术得到了有效应用；而一些新的工艺方法，如溶胶－凝胶，原子层外延，化学浴沉积，离子吸附成膜，离子束辅助沉积，薄膜氧化等也进行了深入研究，详细阐述了ZnO薄膜生长技术的最新研究进展。     

异质外延MgO/SrTiO3薄膜中界面应力研究

本文利用激光分子束外延(LMBE)技术在SrTiO3(100)单晶基片上外延生长MgO薄膜，同时又在MgO(100)单晶基片上外延生长SiO3(STO)薄膜。通过反射高能电子衍射(RHEED)仪原位实时监测薄膜生长，研究薄膜的生长过程。并结合X射线衍射(XRD)仪来分析在不同的生长条件下，不同应力对薄膜外延生长的影响。在压应力情况下，MgO薄膜在STO基片上以单个晶胞叠层的方式生长，即以“Cubicon Cubic”方式进行外延；在张应力情况下，由于膜内位错较多，STO薄膜在MgO基片上以晶胞镶嵌的方式进行生长，即以“Mosaic”结构进行外延；提高生长温度，可以减少膜内位错，提高外延质量，使STO薄膜在MgO基片上以较好的层状方式外延生长。     

BaTiO3铁电薄膜低温异质外延的生长模式研究

利用激光分子束外延异质外延 BaTiO3 薄膜。通过反射式高能电子衍射对薄膜生长进行原位监测,利用原子力显微镜分析薄膜表面形貌,发现在沉积速率为 0.016nm/s,激光功率为 6J/cm2 的条件下,当基片加热温度高于 480℃时,BaTiO3 薄膜以层状生长模式进行生长;而当温度在 430~480℃之间时,薄膜生长为SK模式,即层状加岛状的混合生长模式。进一步降低基片加热温度,在 430℃以下观察到了三维岛状生长模式。通过优化激光功率和沉积速率等工艺参数,得到了层状生长 BaTiO3 薄膜的最低结晶温度为330℃。根据实验结果分析了激光功率对薄膜生长温度的影响。同时结合 X 射线衍射分析在不同的生长条件下,研究温度对薄膜异质外延生长的影响,发现在较高的生长温度下,在 BaTiO3 薄膜生长过程中,位错产生的几率较小,薄膜的外延性好,而在较低的生长温度下,薄膜内部位错较多,异质外延性不佳。     

MoS2基板上外延生长C60薄膜的分子动力学模拟

外延生长异质薄膜通常要求材料之间晶格匹配 ,然而利用范德瓦尔斯作用外延生长时 ,晶格匹配要求显著降低。实验上已经得出了在MoS2 基板上外延生长C60 薄膜的结果 ,本文用分子动力学计算机模拟方法对MoS2 基板上外延生长C60 薄膜进行了研究 ,证实范德瓦尔斯外延可以克服较大的晶格失配问题。     

MoS2基板上外延生长C60薄膜的分子动力学模拟

外延生长异质薄膜通常要求材料之间晶格匹配，然而利用范德瓦尔斯作用外延生长时，晶格匹配要求显降低实验上已经得出了在MoS2基板上外延生长C60薄膜的结果，本用分子动力学计算机模拟方法对MoS2基板上外延生长C60薄膜进行了研究，证实范德瓦尔斯外延可以克服较大的晶格失配问题。     

InAs薄膜的分子束外延生长与表面形貌及表面重构分析

利用带有反射高能电子衍射(RHEED)仪的分子束外延(MBE)方法,通过RHEED图像演变实时监控薄膜生长状况,采用RHEED强度振荡测量薄膜生长速率,在InAs(001)基片上同质外延InAs薄膜。利用扫描隧道显微镜(STM)对MBE生长的InAs薄膜表面形貌以及表面重构进行扫描分析,证实样品表面为原子级平整,并指出样品表面处于β2(2×4)与α2(2×4)两种重构混合的重构相。     

BaTiO3/Si界面扩散与控制方法研究

利用激光分子束外延（LMBE）方法在Si（100）基片上直接生长BaTiO3（BTO）铁电薄膜。通过俄歇电子能谱（AES），X光电子能谱（XPS）等分析手段系统研究了在Si基片上直接生长BTO铁电薄膜过程中的界面扩散现象。根据研究得到的BTO／Si界面扩散规律，采用一种新型的“温度梯度调制生长方法”减小、抑制BTO／Si界面互扩散行为，实现了BTO铁电薄膜在Si基片上的选择性择优定向生长，为在Si基片上制备具有原子级平整度的择优单一取向的BTO铁电薄膜奠定了基础。     

直流反应磁控溅射法淀积ZrN薄膜

采用直流反应磁控溅射法淀积ＺｒＮ薄膜，发现在晶向硅片上ＺｒＮ薄膜按晶向生长。控制生长工艺可以获得ＺｒＮ晶向的外延生长膜。     

在Sr 2+ :α-BBO单晶衬底上生长β-BBO薄膜的研究

采用液相外延法、脉冲激光沉积法以及气相传输平衡法在Sr^2＋：α-BBO（001）衬底上生长了质量优异的β-BBO薄膜，对薄膜进行了X射线衍射测试以及双晶摇摆曲线分析，结果表明，采用Sr^2＋：α-BBO单晶作为衬底制备的β-BBO薄膜具有高的择优取向度和低的半峰宽值，同目前制备β-BBO薄膜所采用的其他衬底材料相比，Sr^2＋：α-BBO和β—BBO之间具有结构相似、透光范围匹配以及化学稳定性匹配的优点，表明Sr^2＋：α-BBO单晶将是生长β-BBO薄膜的优异衬底材料．     

β-FeSi2材料的生长、性质及其在光电子器件中的应用

过渡金属硅化物β-FeSi2是具有直接带隙特性的半导体材料，禁带宽度约0．8eV，是制作硅基光电子光源及探测器件以及太阳能电池，热电器件等最有发展前景的硅基材料之一。目前，已经用多种方法在硅衬底上进行了薄膜外延生长及器件制作的尝试，取得了一定的成功。文中就近年来β-FeSi2薄膜材料的生长，性质以及在光电子器件中的应用进行了评述。