退火温度对ZnO/PZT薄膜结构及电阻率的影响

采用射频反应磁控溅射法在Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)/Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了ZnO薄膜,利用X线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、霍尔效应测试系统等对不同退火温度下制备薄膜的结构、形貌及电阻率等进行了分析表征。结果表明,退火温度600℃的ZnO薄膜(002)择优取向较好,晶粒大小均匀,表面平整致密。随着退火温度的增大,电阻率先下降后升高,600℃时ZnO薄膜电阻率达最小。     

溅射功率对AlN/ZnO薄膜结构形貌的影响

采用直流反应磁控溅射法以ZnO为缓冲层在Si衬底上制备了AlN/ZnO薄膜。利用台阶仪、X线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)对不同溅射功率下制备的AlN/ZnO薄膜的厚度、结构及表面形貌进行测试表征。结果表明,不同溅射功率下生长的AlN薄膜都沿(002)择优生长,且随着功率的增大,薄膜的沉积速率增加,晶粒长大,AlN薄膜的(002)取向性变好。同时还利用扫描电子显微镜(SEM)对在优化工艺下制得AlN/ZnO薄膜断面的形貌进行表征,结果显示AlN薄膜呈柱状生长。     

PLT/PbO铁电薄膜的制备及性能研究

采用射频磁控溅射技术,在室温溅射、后续退火条件下,以PbO为过渡层,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备出具有完全钙钛矿结构的(Pb0.90La0.10)Ti0.975O3(PLT)铁电薄膜;比较了在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上有无PbO过渡层的PLT薄膜的微结构和铁电性能。实验结果表明,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上增加PbO过渡层提高了PLT薄膜的相纯度,并且所制备的PLT/PbO/Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)薄膜具有优良的介电和铁电性能,其剩余极化强度Pr为21.76μC/cm2,室温热释电系数p为2.75×10-8C/cm2.K。     

射频磁控溅射制备声表面波器件用ZnO薄膜

研究了采用射频磁控溅射法在SiO2/Si衬底上制备ZnO薄膜工艺中溅射功率、氧氩比(V(O2)/V(Ar))及衬底温度对ZnO薄膜结构的影响。利用X-射线衍射(XRD)和扫描力显微镜(AFM)对薄膜进行结构性能分析,表明其结构性能随工艺参数变化的规律。利用优化的工艺条件:射频功率60 W、V(O2)/V(Ar)为0.55和衬底温度350℃,在DLC/Si衬底上制备了ZnO薄膜,制作加工成声表面波滤波器件,测试分析了频率响应特性,中心频率为596.5 MHz。     

Nb/Nd共掺Bi4Ti3O12对ZnO基薄膜晶体管性能的影响

利用化学溶液沉积(CSD)法,在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上成功制备以B3.15Nd0.85Ti3-x NbxO12(BNTNx,x=0.01,0.03,0.05,0.07)薄膜作为栅介质层、以ZnO薄膜作为有源层的铁电薄膜晶体管(ZnO/BNTN铁电TFT)。研究了Nb含量对BNTN薄膜微结构、介电和铁电性能的影响。结果表明,BNTN0.03薄膜的剩余极化(2 Pr)最大(71.4μC/cm2),介电常数最大(370)。测得BNTNx薄膜的居里温度约为410℃,介电损耗(tanδ)约为0.02。ZnO/BNTN铁电TFT相比ZnO/SiO2层TFT,有较好的输出特性和转移特性,其阈值电压、沟道迁移率、存储窗口和开关电流比分别达到了2.5V、5.68cm2/Vs、1.5V和1.8×105。     

HWE 生长大面积CdTe/ CdZnTe/ Si 薄膜的结构和形貌分析

用热壁外延法(HWE) 生长直径30mm 的CdTe/ CdZnTe/ Si 薄膜,经XRD 测试说明它是 晶面为(111) 取向的立方闪锌矿结构。SEM对Si 衬底、CdZnTe 缓冲层和CdTe 薄膜三层分别测试,结果发现: Si 衬底表面结构粗糙,CdZnTe 缓冲层较Si 衬底表面结构细致,CdTe 薄膜较CdZnTe 缓冲层表面结构光滑细密,即缺陷较CdZnTe 缓冲层少很多。通过对该片子照像看出其表面如镜面。由此说明大面积CdTe/ CdZnTe/ Si 薄膜可用HWE 技术制备。     

直流磁控溅射法低温制备ZnO:Ti透明导电薄膜及特性研究

利用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的掺钛氧化锌(ZnO:Ti)透明导电薄膜.SEM和XRD研究结果表明,ZnO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向.厚度为437 nm薄膜的电阻率为1.73×10~(-4) Ω·cm.所制备薄膜具有良好的附着性能,薄膜样品在500～800 nm的可见光平均透过率都超过了91%.     

ZnO过渡层对BiFeO_3薄膜铁电性能的影响

采用溶胶–凝胶法,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上采用逐层退火工艺制备了BFO(BiFeO3)、ZnO/BFO和ZAO(掺铝氧化锌)/BFO薄膜,研究了ZnO、ZAO过渡层对BFO薄膜晶相以及铁电、漏电和介电性能的影响。结果表明:与BFO薄膜相比,ZnO/BFO薄膜的表面更加致密、平整,结晶性更好,双剩余极化强度(2Pr)有非常大的提高,漏电和介电性能也均有改善。ZAO/BFO薄膜的铁电性能比ZnO/BFO薄膜的铁电性能差,这与ZAO的导电性强于ZnO有关。     

掺钛氧化锌透明导电薄膜的制备及特性研究

利用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上成功地制备出了掺钛氧化锌(ZnO:Ti)透明导电薄膜.研究了靶衬间距对ZnO:Ti薄膜结构、形貌和光电性能的影响.研究结果表明,靶衬间距对ZnO:Ti薄膜的结构和电阻率有显著影响.X射线衍射(XRD)表明,ZnO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向.在靶衬间距为4.6 cm时,实验获得的ZnO:Ti薄膜电阻率具有最小值4.18×10-4Ω·cm.实验制备的ZnO:Ti薄膜具有良好的附着性能,可见光区平均透过率超过92%.ZnO:Ti薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极.     

CeO2高K栅介质薄膜的制备工艺及其电学性质

研究了CeO2作为高K(高介电常数)栅介质薄膜的制备工艺,深入分析了衬底温度、淀积速率、氧分压等工艺条件和利用N离子轰击氮化Si衬底表面工艺对CeO2薄膜的生长及其与Si界面结构特征的影响,利用脉冲激光淀积方法在Si(100)衬底生长了具有(100)和(111)取向的CeO2外延薄膜;研究了N离子轰击氮化Si衬底表面处理工艺对Pt/CeO2/Si结构电学性质的影响.研究结果显示,利用N离子轰击氮化Si表面/界面工艺不仅影响CeO2薄膜的生长结构,还可以改善CeO2与Si界面的电学性质.     

Al薄膜对(002)ZnO/Al/Si结构基片中ZnO薄膜特性影响的实验研究

采用射频磁控溅射法沉积制备了(002)ZnO/A l/Si复合结构。研究了Al薄膜对(002) ZnO/Al/Si复合结构的声表面波器件(SAWD)基片性能影响以及当ZnO 薄膜厚度一定时的Al膜最佳厚度。采用X射线衍射(XRD)对Al和ZnO薄膜进行了结构表征 ,采用 扫描电镜(SEM)对ZnO薄膜进行表面形貌表征,并从薄膜生长机理角度进行了分析。结果 表明,加Al薄膜有利于ZnO薄膜按(002)择优取向生长,并且ZnO 薄膜的结晶性能提高;与(002)ZnO/Si结构基片相比,当Al薄膜 厚为100nm时,(002)ZnO/Al/Si结构中ZnO薄 膜的机电耦合系数提高 了65%。     

衬底温度对ZnO薄膜氧缺陷的影响

采用射频磁控溅射在石英玻璃和单晶硅Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜，研究了衬底温度对ZnO薄膜中氧缺陷的影响。实验发现，ZnO薄膜c轴取向性随温度的升高而增强；当衬底温度达到550。C时，XRD谱上仅出现一个强的(002)衍射峰和一个弱的(004)衍射峰，显示ZnO具有优异c轴取向性。同时，随着温度的升高，ZnO薄膜的紫外透射截止边带向高波长方向漂移，其电导率也随衬底温度的升高逐渐增大，表明薄膜中的氧缺陷逐渐增多。这种氧缺陷是由于ZnO的氧平衡分压高于Zn所致，可通过提高溅射气体中氧含量来改善。     

Optical and electrical properties of N-doped ZnO and fabrication of thin-film transistors

Using NH3 as nitrogen source gas, N-doped ZnO (ZnO:N) thin films in c-axis orientation were deposited on glass substrates by radio frequency magnetron sputtering at room temperature. The ZnO:N thin films display significant increase of resistivity and decrease of photoluminescence intensity. As-grown ZnO:N material was used as active channel layer and Si3N4 was used as gate insulator to fabricate thin-film transistor. The fabricated devices on glasses demonstrate typical field effect transistor characteristics.     

Surface acoustic wave characteristics of ZnO films grown on a polycrystalline 3C-SiC buffer layer

Zinc oxide (ZnO) thin films were deposited onto a polycrystalline (poly) 3C-SiC buffer layer for surface acoustic wave (SAW) applications using a magnetron sputtering system. Atomic force microscopy (AFM) and X-ray diffraction (XRD) showed that the ZnO grown on 3C-SiC/Si had a smooth surface, a dominant c-axis orientation and a lower residual stress in ZnO thin film compared to that grown directly onto Si substrate. In order to evaluate the SAW characteristics of ZnO films on a 3C-SiC buffer layer, the two-port SAW resonators, based on inter-digital transducer (IDT)/ZnO/3C-SiC/Si and IDT/ZnO/Si structures, were fabricated and measured within a temperature range of 25-135 °C. The resulting 3C-SiC buffer layer improved the insertion loss by approximately 7.3 dB within the SAW resonator and enhanced the temperature stability with TCF = −22 ppm/°C up to 135 °C in comparison to that of TCF = −45 ppm/°C within a temperature range of 25-115 °C of the ZnO/Si structure.     

非晶态SiO2过渡层对生长C轴取向LiNbO3薄膜的影响

采用磁控溅射方法,在Si衬底和LiNbO3薄膜之间引入SiO2过渡层制备LiNbO3薄膜。采用X射线衍射（XRD〉、傅里叶变换红外吸收光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对LiNbO3薄膜的结晶取向、组成成分和表面形貌进行了表征,重点研究了非晶态SiO2过渡层对LiNbO3薄膜C轴取向的影响。结果表明,非晶态S...     

ZnO缓冲层和退火处理对MgO薄膜结构的影响

采用直流反应磁控溅射法在Si衬底上引入ZnO缓冲层制备了沿(200)晶面择优取向生长的MgO薄膜,然后分别采用快速退火和常规退火两种不同的方式对MgO薄膜进行晶化处理。利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)研究了ZnO缓冲层以及两种不同的退火方式对MgO薄膜的结构和形貌的影响。结果表明:具有合适厚度的ZnO缓冲层可以显著地提高MgO薄膜的结晶质量。另外,与快速退火相比,常规退火处理后得到的MgO晶粒均匀圆润,有着较大的(200)衍射峰强度以及较小的表面粗糙度。     

六方氮化硼薄膜制备及其压电响应的研究

采用射频(RF)磁控溅射的方法,通过改变工艺参数在n型Si(100)片上制备六方氮化硼(h-BN)薄膜。通过傅立叶红外(FTIR)光谱仪,X射线衍射(XRD)仪进行结构表征,原子力显微镜(AFM)进行表面形貌和压电性能表征。测试结果表明,在射频功率为300 W、衬底温度为500℃、工作压强在0.8Pa、N2与Ar流量比为4∶20和衬底偏压在-200V时制备的六方BN薄膜具有高纯度、高c-轴择优取向,颗粒均匀致密,粗糙度为2.26nm,具有压电性并且压电响应均匀,符合高频声表面波器件基片高声速、优压电性要求。薄膜压电性测试研究表明,AFM的PFM测试方法适用于纳米结构半导体薄膜的压电性及其压电响应分布特性的表征。     

Bi3．25La0．75Ti3O12超薄铁电薄膜的光学性质研究

采用化学溶液沉积法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了厚度小于100nm的Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)铁电薄膜，测量了光子能量为2～4．5eV的紫外可见椭圆偏振光谱．根据经典的电介质光学色散关系和五相结构模型，拟合获得薄膜在透明区和吸收区的光学常数、表面粗糙度、薄膜与衬底界面层以及BLT薄膜的厚度．薄膜在透明区的折射率色散关系可以通过单电子Sellmeier模型成功地进行解释．最后，根据Tauc’s法则，得到Bi0.25La0.7Ti3O12薄膜的直接禁带宽度为3．96eV．