掺氮类金刚石薄膜的导电性能及退火特性

对含氮的类金刚石薄膜的导电性能进行了研究,发现随着氮含量的增加,沉积薄膜的电导率增加较缓,且当氮含量达到一定值后,氮含量继续增加反而薄膜电导率有所下降.对薄膜进一步热处理,结果表明低掺氮的薄膜退火后导电性能有了较大的提高,而高掺氮的薄膜退火后电导率有所下降.文章通过分析退火前后薄膜的红外光谱,提出了充当施主杂质中心氮原子"激活"的慨念和高掺杂后薄膜中氮原子形成a-CNx结构.从而从微观结构解释了掺氮对类金刚石薄膜导电性电能的影响.     

不同掺氮量的类金刚石薄膜的电导性能

研究了不同含氮量的类金刚石薄膜（DLC:N）的导电性能，发现随着氮含量的增加，薄膜的电导率增加较缓，当氮含量达到一定值（12.8at%)后，薄膜电导率反而随氮含量的继续增加而下降。将薄膜在300℃下退火30min，结果表明低参氮的薄膜退火后导电性能有了较大的提高，而高掺氮的薄膜退火后电导率有所下降。Raman和XPS光谱研究表明，当薄膜中的氮含量达到一定值后，在薄膜中会出现非导电（a-CNx）的成分，因此高掺杂的类金刚石薄膜的电导率下降。FTIR光谱表明，充当施主杂质中心的氮原子在薄膜退火过程中存在被“激活”的现象，从而提高了电导率。因此氮对高掺杂和低掺杂薄膜导电性能的影响是不同的。     

修饰掺硼金刚石电极循环伏安法检测尿酸

用直流等离子体喷射化学气相沉积(CVD)法制备掺 硼金刚石(BDD)薄膜电极。通过扫描电镜(SEM)观察到薄膜表面分布均匀致密;霍尔测 试仪检测薄膜的电阻率为0.023Ω·cm,载流子浓度为6.423×10¹⁹ cm－3;循环伏安法(CVa)测得其电极电势窗为 3.4V;分析了浓度为10μmol/L的 尿酸(UA)溶液在BDD电极表面的电化学响应,表明扫描速率的平方根与氧化峰电流呈线性关 系。通过对比茜素黄、牛磺酸和L-半胱氨酸3种物质对BDD电极进行修饰,表明由L-半胱氨 酸修饰BDD电极的电催化氧化能力最强;在浓度为1×10－7～1×10－4 mol/L范围内,浓度的对数与氧化峰电流呈线性关系,且检测限为 1×10－8 mol/L。实验结果表明,20倍浓度的葡萄糖和抗坏血酸对UA的 检测不构成影响。     

掺氮类金刚石薄膜的电化学C-V研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法携带N2或NH3制备掺氮的类金刚石(DLC∶N)薄膜,对不同掺杂方法得到DLC∶N薄膜进行电化学C-V测量.I-V和C-V曲线表明,不论是采用N2或是NH3进行掺杂都得到n型的DLC薄膜,掺NH3的样品载流子浓度能达到更高.根据样品的电化学C-V测量结果并结合X射线光电子能谱,详细研究了DLC∶N薄膜载流子浓度的纵向分布,发现在靠近薄膜与衬底界面处附近即生长初期N的掺杂浓度分布较高.     

掺氮类金刚石薄膜的电化学C-V研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF- PECVD)法携带N2 或NH3制备掺氮的类金刚石(DL C∶N)薄膜,对不同掺杂方法得到DL C∶N薄膜进行电化学C- V测量.I- V和C- V曲线表明,不论是采用N2 或是NH3进行掺杂都得到n型的DL C薄膜,掺NH3的样品载流子浓度能达到更高.根据样品的电化学C- V测量结果并结合X射线光电子能谱,详细研究了DL C∶N薄膜载流子浓度的纵向分布,发现在靠近薄膜与衬底界面处附近即生长初期N的掺杂浓度分布较高     

掺硼金刚石薄膜电极的制备及电化学特性

通过热丝化学气相沉积(HFCVD)技术,在钽衬底上制备了p型掺硼金刚石(BDD)薄膜电极.利用原子力显微镜(AFM)分析丙酮体积分数对BDD电极的表面形貌和成膜质量的影响,利用循环伏安法(CV)分析BDD电极在不同种类、不同浓度电解液中的电化学特性.结果表明,当丙酮体积分数为1.5％时,金刚石薄膜表现出优异的附着力,并且BDD电极具有稳定的电化学特性.采用制备的BDD电极,在不同浓度的KCl和KH2PO4电解液中使用,得出电势窗口均在3.4V以上.     

MPCVD金刚石薄膜的红外椭偏光学性能研究

椭圆偏振光谱法是一种非破坏性光谱技术。为了获得微波等离子体化学汽相沉积(MPCVD)金刚石薄膜的最佳沉积条件,用红外 椭圆偏振光谱仪对MPCVD金刚石薄膜的红外光学性能进行了表征测量,并分析了衬底温度和反应室的压强对金刚石 薄膜的红外光学性质的影响。当甲烷浓度不变,衬底温度为750℃,反应室的压强为4.0kPa时,金刚石膜的红外椭偏光学性质达到最 佳,其折射率的平均值为2.393。研究结果表明,金刚石薄膜的光学性能与薄膜质量密切相关,同时也获得了最佳的金刚石薄膜工艺 条件。     

硼/氢掺杂金刚石薄膜导电特性研究

金刚石是非常理想的功能器件材料,由于室温下金刚石缺少浅施主态,已成为金刚石作为电子器件材料的主要障碍之一.最近报道显示,硼掺杂同质外延金刚石层暴露在氘离子束中能形成浅施主态的n型电导.研究了CVD合成类Ⅰb型金刚石薄膜,通过硼、氢离子注入掺杂及退火温度对金刚石薄膜导电特性的影响.     

沉积气压对类金刚石薄膜结构和性能的影响

以纯甲烷为反应气体,采用等离子增强化学气相沉积技术通过改变沉积气压在316L不锈钢表面制备了一系列的类金刚石薄膜。薄膜结构、机械性能和摩擦学性能分别通过拉曼光谱仪（Raman）、纳米压痕仪（Nano-indententor Ⅱ）和往复球盘摩擦磨损试验仪获得。研究结果表明,随着沉积气压从7 Pa增加到15 Pa,薄膜的sp3含量和机械性能明显增加,而摩擦学性能显著降低。随着沉积气压从15 Pa增加到31 Pa,薄膜的sp3含量和机械性能明显降低,而摩擦学性能却显著增加。     

PECVD多晶金刚石平面薄膜场发射特性

以n-Si为衬底，用PECVD方法淀积了多晶金刚石薄膜。采用以金刚石薄膜为阴极的二极管结构测试了场发射特性，在6V/μm的电场下，场发射电流为5μA。研究了场发射的有效势垒随外加电场的变化，发现在有效势垒随外电场变化的曲线中存在一段平台。从理论上对这种现象进行了研究，分析了电子从Si衬底注入金刚石薄膜的方式，认为有效势垒的平台是由于缺陷能级在金刚石禁带中分布不均匀所致，并由此建立了在注入限制情况下多晶金刚石薄膜的场发射模型。根据模型计算得到有效势垒的理论曲线与实验曲线，反映了相同的变化规律。     

金刚石膜紫外光探测器的研究与进展

综述了金刚石膜紫外探测器的最新研究,着重介绍了金刚石膜紫外探测器的结构,阐述了它们的紫外响应和发射特性。     

ECR－PECVD制备Si_3N_4薄膜的特性及其应用的研究

本文利用ＥＣＲ－ＰＥＣＶＤ技术在不同沉积温度下制备了Ｓｉ３Ｎ４薄膜，利用Ｓｉ３Ｎ４薄膜的透射光强度曲线计算了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的折射率和膜厚，计算结果与实测值符合较好。结果表明，随着沉积温度的提高，Ｓｉ３Ｎ４薄膜的折射率增大，致密性提高，Ｓｉ３Ｎ４薄膜厚度在６０ｍｍ直径范围内不均匀度小于５％。测定了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的显微硬度。利用荧光分光光度计测定了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的光致发光效应。初步进行了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的超高频大功率晶体管器件中作为钝化膜的应用研究。     

GaAs MMIC的MIM电容Si3N4介质的TDDB评价

运用TDDB理论,研究分析了G aA s MM IC的M IM氮化硅电容的导电特性和击穿特性,设计制作了三种对比分析的G aA s MM IC的M IM氮化硅电容结构,通过不同斜率的斜坡电压对氮化硅介质进行了可靠性评价,S i3N4M IM电容的可靠性与其面积和周长密切相关,介质缺陷是导致电容失效的主要因素。通过不同斜率的斜坡电压获得电场加速因子(γ)预计了10 V工作电压下的S i3N4介质层的寿命。     

循环刻蚀工艺对金刚石膜形貌和电阻率的影响

为了制备新型金刚石薄膜辐射剂量计,针对目前金刚石薄膜质量较差,难于满足辐射剂量计要求的问题,采用微波等离子体CVD法,研究了循环刻蚀生长阶段工艺参数(甲烷浓度,基片温度)和刻蚀方法对薄膜形貌、电阻率的影响。结果表明,循环刻蚀生长有利于提高金刚石薄膜的纯度和取向性。当?(甲烷)为0.34%,基片温度为960℃时,可获得[100]晶面取向的、电阻率达1011Ω·cm的金刚石膜,和采用常规工艺所得金刚石薄膜相比,其电阻率提高了3个数量级。     

肖特基势垒二极管SiO2-Si3N4复合钝化膜研究

对Si肖特基势垒二极管的钝化技术进行了研究。研究了不同淀积温度、气体流量、射频功率以及气体压力等工艺技术条件下,淀积PECVD SiO_2和LPCVD Si_3N_4膜的介电强度E、介电常数ε_r、耐压V、针孔密度、漏电流I、内应力σ、片间均匀性以及片内均匀性等性能。研究了PECVD SiO_2膜的增密技术。提出了一种应力小、漏电流小且抗辐照能力较好的PECVD SiO_2/LPCVD Si_3N_4复合介质膜钝化工艺方法和技术条件,提高了肖特基势垒二极管的性能。     

基片对SrTiO3薄膜结构与介电性能的影响

对比研究了MgO和LaAlO3(LAO)单晶基片上采用脉冲激光法生长的SrTiO3(STO)薄膜的微观结构和介电性能。通过XRD,AFM和制备叉指电容测量的方法研究发现,在MgO基片上生长高质量(00L)织构STO薄膜需要较高的生长温度;LAO基片上的STO薄膜更加平整;而MgO上的STO薄膜具有更高的零偏压介电常数和更强的非线性介电性质。     

电解液－Si_3N_4绝缘体界面表面基／复合中心模型的研究

本文在表面基模型基础上，借用半导体物理中复合／产生概念，提出表面基／复合中心模型，并研究了含两种类型表面基的Ｓｉ３Ｎ４绝缘体及其两种表面基（硅醇基和胺基）的比率对Ｓｉ３Ｎ４栅ｐＨ－ＩＳＦＥＴ敏感性能和稳定性的影响，其结果与实验结果相符。对改善ｐＨ－ＩＳＦＥＴ传感器的敏感特性具有实际指导意义。     

菱形声带振动模型远场声场特性研究

根据声带的生理结构和振动特性,提出用换能器来模拟声带振动.依据活塞声源辐射声场研究特性,提出中间开孔的菱形声带的振动模型,运用声学基本理论,采用瑞利积分法计算了声带模型振动的远场声压分布及指向性公式,仿真数值计算了声压分布规律,并分析了此声带模型辐射声场的指向性.结果表明,在音频范围内,声带宽度相同时,即在改变模型空隙宽度条件下,此声带模型声源的辐射远场声压分布与理论相符.     

氧压对ZnO薄膜电阻温度系数的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在不同氧气氛下,在Si(lll)衬底上生长了ZnO薄膜,使用X线衍射仪分析了ZnO薄膜的结晶质量.计算了不同氧气氛下生长的ZnO薄膜的电阻温度系数(TCR)值,发现随着氧分压降低,ZnO薄膜的TCR值增大;ZnO薄膜的TCR值最高可达-8%/K.这为研究ZnO薄膜的导电特性提供了新的途径,开辟了ZnO薄膜在室温非制冷红外微测辐射热计材料中的应用潜力.