Sol-gel法制备Si基Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜

采用Sol-gel法分别在Si(100)和Si(111)衬底上制备Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)(BNT)铁电薄膜。研究了衬底、退火温度、退火保温时间和薄膜厚度等因素对BNT铁电薄膜结晶和微观结构的影响。在500℃退火的BNT薄膜已经结晶形成层状钙钛矿相;升高退火温度(500～800℃)、延长保温时间(30～150min)、增加薄膜厚度(170～850nm),都有利于BNT薄膜晶粒长大,其中退火温度和薄膜厚度是影响晶粒长大的关键因素;每次涂覆的厚度大约是85nm。与Si(100)衬底相比,由于Si(111)与BNT薄膜具有更好的晶格匹配,因此BNT薄膜在Si(111)衬底上更容易结晶。     

激光扫描磁控溅射Fe/Si膜直接形成α-FeSi2

用直流磁控溅射方法分别在室温及不同温度的Si(100)衬底上沉积Fe膜,随后采用脉冲激光扫描进行退火,X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了激光扫描对薄膜结晶性质和表面显微结构的影响.测量结果证实直接形成了Fe-Si化合物系的富硅高温相α-FeSi2,室温沉积样品的结晶性质随激光能量密度的增加而提高;反应沉积样品的结晶性质随衬底温度升高而提高.     

硅(100)衬底表面快速热退火制备硒纳米晶薄膜的结晶动力学

采用超高真空气相沉积系统在Si(100)衬底上制备非晶硒(Se)薄膜,然后快速热退火制得Se纳米晶薄膜。SEM观察结果表明,当热退火温度高于140℃,薄膜表面形貌从条状裂纹逐渐变成孤立的六角块状结构。Raman和XRD测试分析发现,退火后的Se纳米晶均为三角晶型结构,当退火温度高于140℃时,Se开始沿(100)方向择优取向结晶。分析得出,在Si(100)衬底上的Se晶粒(100)晶面的激活能比(101)晶面的激活能低,因而在(100)面上的结晶速率比(101)面上的结晶速率大,使得Se在(100)方向择优结晶。笔者认为这是因为Si(100)衬底对Se的结晶具有诱导作用,致使硒的结晶具有各向异性。     

以ZnO为缓冲层制备硅基氮化镓薄膜

用脉冲激光沉积法(PLD)先在600℃的Si(111)衬底上沉积ZnO薄膜,然后用磁控溅射法再沉积GaN薄膜。直接沉积得到的GaN薄膜是非晶结构,将样品在氨气氛围中在850、900、950℃下退火15min得到结晶的GaN薄膜。用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外吸收谱(FTIR)、光致发光谱(PL)和扫描电子显微镜(SEM)研究了ZnO缓冲层对GaN薄膜的结晶和形貌的影响。     

紫外激光脉冲沉积法制备高温超导（Bi,Pb）2Sr2CaCu2O8薄膜的研究

用紫外脉冲激光沉积技术在单晶衬底上制备高温超导(Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8薄膜,系统研究了不同镀膜参数对薄膜结晶质量的影响,获得了优化的镀膜工艺。并在较低温沉积、高温退火,以及高温沉积两种工艺下均获得了具有c轴取向、无杂相及无挥发(分解)的(Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8薄膜。相比于高温沉积,低温沉积、高温退火制备的薄膜结晶质量更好。     

磁控溅射ITO薄膜的退火处理

采用直流磁控溅射方法在室温下玻璃基板上制备ITO(Indium tin oxide)薄膜,并在真空中不同温度(100℃~400℃)下退火处理.研究了退火对薄膜表面形貌、电光特性的影响.XRD测试发现薄膜在200℃退火后结晶,优选晶向为(222).随退火温度升高,方块电阻迅速下降,表面更加平整,薄膜在可见光范围平均透过率提高到85%.     

钛酸锶钡(BST)薄膜晶化过程研究

采用射频磁控溅RF-magnetron sputting)法制备了钛酸锶钡(BST)薄膜,用快速热处理(RTA)和常缮规热处理(CFA)对薄膜进行晶化.利用AFM、XRD等技术分析了钛酸锶钡薄膜的晶化过程,以及不同退火温度和退火方法下薄膜的晶粒、晶相特性.实验表明:钛酸锶钡薄膜在500℃开始结晶,到700℃左右时结晶比较完善,晶化过程中没有出现择优取向;从表面形貌和X射线衍射图综合分析,快速退火的晶化效果要优于常规退火.     

电子束蒸发法制备掺钇稳定氧化锆薄膜的光学特性研究

利用电子束蒸镀方法在单晶硅和石英玻璃上制备了掺不同Y_2O_3浓度的掺钇稳定ZrO_2薄膜(YSZ),用X射线衍射、原子力显微镜、扫描电子显微镜和透射光谱测定薄膜的结构、表面特性和光学性能,研究了退火对薄膜结构和光学性能的影响.结果表明:一定浓度的Y_2O_3掺杂可以使ZrO_2薄膜稳定在四方相,退火显著影响薄膜结构,随着温度的升高薄膜结构依次经历由非晶到四方相再到四方和单斜混合相转变;AFM分析显示薄膜表面YSZ颗粒随着退火温度的升高逐渐增大,表面粗糙度相应增大,晶粒大小计算表明,退火温度的提高有助于薄膜的结晶化,退火温度从400℃到1100℃变化范围内晶粒大小从15.6nm增大到46.3nm;同时利用纳秒激光对薄膜进行了破坏阈值测量,结果表明电子束蒸镀制备YSZ薄膜是一种制备高抗激光损伤镀层的有效方法.     

高介电栅介质材料HfO_2掺杂后的物理电学特性(英文)

采用激光分子束外延法(LMBE)在P型Si(100)衬底上沉积了(HfO2)x(Al2O3)Y(NiO)1-x-y,栅介质薄膜,研究了其热稳定性以及阻挡氧扩散的能力.X射线衍射表明在HfO2中掺入Ni和Al元素明显提高了其结晶温度.原子力显微镜测试显示:在N2中退火后薄膜表面是原子级平滑连续的,没有发现针孔.900℃N2中退火后的薄膜在高分辨透射电镜下没有发现硅酸盐界面层.实验结果表明在氧化物薄膜与硅衬底之间引入Ni-Al-O置入层能够防止硅酸盐低介电界面层的生成,这有利于MOS晶体管的进一步尺度缩小.     

SiC缓冲层用于改善硅基氮化镓薄膜的质量研究

用脉冲激光沉积法在硅衬底上沉积GaN薄膜,为了减小Si衬底与GaN薄膜之间的热失配和晶格失配引入SiC缓冲层.脉冲激光沉积后的GaN薄膜是非晶结构,将样品在氨气氛围中在950℃下退火15min.得到结晶的GaN薄膜.并用X 射线衍射、原子力显微镜、傅立叶红外吸收谱、光致发光谱研究了SiC缓冲层对GaN薄膜的结晶、形貌和光学性质的影响.