Fe/Si多层膜经快速热退火合成β-FeSi_2薄膜的研究

采用磁控溅射仪在高阻Si(100)衬底上沉积了[Fe(0.5nm)/Si(1.6nm)]120和[Fe(1nm)/Si(3.2nm)]60多层膜,并在Ar气气氛下进行了1000℃,10s的快速热退火。为了比较,也进行了880℃,30min的常规退火。采用X射线衍射仪、原子力显微镜、光谱仪和霍尔效应仪分析了样品的晶体结构、表面形貌、光吸收特性和电学性能。结果表明:Fe/Si多层膜法合成的样品均为β-FeSi2相且在(220)/(202)方向择优生长;经快速热退火合成的β-FeSi2薄膜光学带隙约为0.9 eV。[Fe(1nm)/Si(3.2nm)]60多层膜经快速热退火合成的β-FeSi2薄膜表面粗糙度最小,该薄膜样品为p型导电,载流子浓度为4.1×1017cm-3,迁移率为48cm2/V.s。     

Si(111)衬底上离子束溅射沉积法生长β-FeSi2薄膜的研究

采用离子束溅射Fe靶的方法在500～800℃的Si(111)衬底上制备出不同种类的铁硅化合物.当衬底温度为700℃时得到厚度为500nm的单相的β-FeSi2薄膜,高分辨透射电镜证实该β-FeSi2薄膜为局部外延,薄膜和Si衬底之间界面明显,没有中间层.     

离子束溅射制备Si／Ge多层膜研究

采用离子束溅射方法在Si衬底上制备Si／Ge多层膜，通过改变生长温度、溅射速率等因素得到一系列Si／Ge多层膜样品；通过X射线衍射、Raman散射等表征方法研究薄膜结构与生长条件的关系。在小束流（10mA）、室温条件下制备出界面清晰、周期完整的Si／Ge多层膜。     

离子束溅射Si／Ge多层膜的界面结构研究

采用离子束溅射技术，在玻璃衬底上制备了不同周期数的Si／Ge多层膜样品。通过Raman光谱和X射线小角衍射对薄膜进行了表征和分析，发现随着生长周期数的增加，层与层之间的互扩散效应逐渐减弱，界面结构逐渐清晰，生长周期为25的样品界面最平整。     

溅射Si/Ge多层膜及其发光誊性研究

采用离子束溅射技术,在玻璃衬底上制备了不同周期数的Si/Ge多层膜样品.利用X射线小角衍射、Raman散射光谱和室温光致发光(PL)对样品进行表征.结果表明,2.0～2.3eV之间的发光带是由薄膜中的各种缺陷形成的;1.77～1.84eV之间的发光带来自薄膜中的非晶结构和晶粒间的缺陷;1.53eV发光峰则可能源于纳米Ge晶粒发光.     

离子束沉积技术室温生长Si/Ge薄膜的晶化研究

研究Si的室温晶化生长对微电子应用技术是十分重要的.本文采用离子束外延技术制备了一系列的Si/Ge多层膜结构,对样品进行X射线和拉曼散射实验表征.研究表明Ge可诱导膜中Si薄层的室温晶化,当Ge厚度略小于Si薄层厚时,获得最佳的Si室温晶化效果.     

离子束溅射Si薄膜的低温晶化生长

采用离子束溅射技术,在低生长束流(4～10 mA)范围内,对低温(25～300 ℃)Si薄膜的晶化进行了研究.由Raman和XRD表征分析得出:在300℃采用6mA的生长束流,可在硅衬底上得到结晶性和完整性较好的Si外延薄膜;25℃时,在硅衬底上得到Si薄膜的多晶结构,实现了Si薄膜的低温晶化生长.     

离子束溅射制备CuInSe_2薄膜的研究

利用离子束溅射沉积技术,设计三元复合靶,直接制备CuInSe_2(CIS)薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和分光光度计检测在不同衬底温度和退火温度条件下制备的CIS薄膜的微结构、表面形貌和光学性能.实验结果表明:使用离子束溅射沉积技术制备的CIS薄膜具有黄铜矿结构,在一定的条件下,适当温度的热处理可以制备结构紧密、颗粒均匀、致密性和结晶性良好的CIS薄膜,具有强烈的单一晶向生长现象.     

离子束溅射制备Co/Pt多层膜的结构和磁性

采用离子束溅射技术制备了Co／Pt多层膜，并研究了多层膜的结构和磁性随Co层厚度（tCo）或Pt层厚度（tPt）的变化关系。结果表明Co层呈现出hcp结构的（002）织构，Pt层表现出fcc结构的（111）织构。当Co层和Pt层都比较薄时，界面有Co-Pt的化合物形成。当tPt=2．4nm而tCo在0．6～2．4nm变化时，样品的磁矫顽力（Hc）随tCo增加而下降，饱和磁化强度（Ms）随tCo增加而增加。当tCo=1．2nm而tPt在1．2～4．8nm变化时，Hc呈现先升后降的变化，Ms随tPt增大而减小。样品的Hc还受调制周期（D）和周期数ny的影响，通过对Co层和Pt层的厚度比、调制周期、周期数的设计，可以获得较大的磁矫顽力。     

沉积温度为室温和560 ℃的Nb/Si多层膜微结构研究

对多靶离子溅射制备的Nb/Si周期多层膜的微结构进行了实验研究。利用X射线衍射和截面透射电子显微镜观测到室温和 56 0℃沉积的Nb/Si多层膜为非晶多层膜 ,但它们的微结构有很大的不同。采用沉积原子表面活动性和界面反应程度解释了所得到的结果。     

离子束增强沉积Si3N4／Si多层红外干涉滤波薄膜

利用离子束增强沉积工艺，在硅基片上制备Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ多层红外干涉滤波薄膜。结构表明，Ｎ＾＋２＋Ｎ＋的辅助轰击对于合成接近化学配比的Ｓｉ３Ｎ４薄膜起了关键作用。薄膜的折射率可达１．７４－１．８４。实验测得的多层滤波薄膜的红外反射谱与值相当接近。     

离子束溅射制备Co／Pt多层膜的结构和磁性

采用离子束溅射技术制备了Ｃｏ／Ｐｔ多层膜，并研究了多层膜的结构和磁性随Ｃｏ层厚度或Ｐｔ层厚度的变化关系。结果表明Ｃｏ层呈现出ｈｃｐ结构的（００２）结构，Ｐｔ层表现出ｆｃｃ结构的（１１１）织构。当Ｃｏ层和Ｐｔ层都比较薄时，界面有Ｃｏ－Ｐｔ的化合物形成。     

磁控溅射Fe—N薄膜及Fe—N／TiN多层膜的结构和磁性

用磁控溅射法制备了Ｆｅ－Ｎ薄膜和Ｆｅ－Ｎ／ＴｉＮ多层膜。结果表明,在常温下,使用较小的氮、氩比溅射,生成的Ｆｅ－Ｎ薄膜主要是含氮α－Ｆｅ固溶体,并且Ｎ原子进入α－Ｆｅ晶格是饱和磁化强度提高的一个原因。Ｆｅ－Ｎ／ＴｉＮ多层膜的层间耦合作用以及减小每－Ｆｅ－Ｎ层厚度而引起的晶粒尺寸的减小可以有效地降低薄膜的矫顽力,从而获得更好的软磁性能。     

离子束溅射生长非晶Si薄膜的研究

用离子束溅射法制备了不同衬底温度的非晶硅(a-Si)薄膜,用双四探针法测量了不同温度下的电阻率,用喇曼散射及原子力显微镜表征了薄膜显微结构.结果发现随着衬底温度的升高,薄膜的电阻率逐渐增大,衬底温度为室温的a-Si薄膜质量较好且从其表面形貌可观察到少量Si晶粒的存在.     

β-FeSi2/Si异质结的制备及性质研究

采用直流磁控溅射和真空退火方法制备β-FeSi2/Si异质结,首先在n型Si(100)衬底上沉积Fe膜,经真空退火形成β-FeSi2/Si异质结,Fe膜厚度约238nm,退火后形成的β-FeSi2薄膜厚度约为720nm。利用XRD、SEM和红外光谱仪分别研究了β-FeSi2薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性质。霍尔效应结果表明,制备的β-FeSi2薄膜为n型导电,载流子浓度为9.51×1015cm-3,电子迁移率为380cm2/(V.s)。     

离子束溅射沉积Ta2O5光学薄膜的实验研究

根据择优溅射的理论,在不同的通氧方式下,详细分析了离子辅助对离子束溅射沉积Ta2O5薄膜光学特性的影响。结果表明,在薄膜生长的过程中,由于氩离子的轰击作用,薄膜中的氧原子被优先溅射出来,造成了薄膜化学剂量比失调、吸收增加。但是,通过优化辅助离子源中氧气的比例,可获得合理化学剂量比、低损耗的Ta2O5薄膜。     

脉冲激光沉积法制备β-FeSi_2半导体薄膜

采用脉冲激光沉积(PLD)法在p型Si(100)衬底上制备了β-FeSi2半导体薄膜,并在沉积系统中进行了800℃、3h的原位高温退火过程,最后采用X射线衍射仪、3D显微镜、原子力电子显微镜、荧光光谱仪分析了实验样品的晶体结构、表面形貌、元素组成、红外吸收和光致发光特性。分析实验结果发现,制备的单相β-FeSi2多晶半导体薄膜结晶质量良好,β-FeSi2在Si(100)衬底上沿(202/220)方向择优生长,且在常温下测得了β-FeSi2半导体薄膜的光致发光谱。     

用中频溅射沉积的大面积SiO2膜层损伤机制的探讨

大面积SiO2厚膜沉积可创造很高的附加值，但在规模生产中会出现严重的膜层损伤。本文针对这一现象进行机理探讨。     

Mo原子溅射能量对Mo/Si薄膜微结构的影响

用磁控溅射法制备了Mo/Si薄膜,用AFM和XRD分别研究了Mo原子的溅射能量不同时,Mo/Si薄膜表面形貌和晶相的变化.通过比较发现,随着Mo原子溅射能量的增大,Mo/Si薄膜表面粗糙度增加,Mo和Si的特征X射线衍射峰也越来越强,并且Mo膜层和Si膜层之间生成了MoSi2.Mo原子的溅射能量是诱导非晶Si结晶和MoSi2生成的主要原因.     

ZnS薄膜的溅射沉积及其XPS研究

用Ａｒ^＋束溅射沉积技术在ＨｇＣｄＴｅ表面实现了ＺｎＳ的低温沉积．用Ｘ射线光电子能借（ＸＰＳ）对上述ＺｎＳ薄膜以及热蒸发ＺｎＳ薄膜中的Ｚｎ、Ｓ元素的化学环境进行了对比实验研究．实验表明：离子束溅射沉积ＺｎＳ薄膜具有很好的组份均匀性,未探测到元素Ｚｎ、Ｓ的沉积．