激发频率对纳米晶硅薄膜微结构的影响

以SiH4和H2为气源,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了纳米晶硅薄膜,利用傅里叶变换红外光谱技术对不同激发频率下薄膜的微结构变化进行了研究.结果表明,薄膜中的氢含量(摩尔分数)和硅氢键合模式与激发频率有密切关系,提高激发频率可降低薄膜中的氢含量,并且硅氢键合以SiH2为主.     

ECR-PECVD制备纳米硅颗粒薄膜

为消除紫外线对硅基薄膜太阳能电池的热损害,并进一步提高电池转换效率,提出在硅基薄膜太阳能电池顶部低温下制备一薄层纳米硅薄膜.在P型(100)硅片上采用电子回旋共振微波等离子体增强化学气相沉积(ECR-PECVD)技术交替沉积SiO2/Si/SiO2层,改变衬底温度和H2流量沉积纳米硅薄膜,探讨低温下直接制备纳米硅薄膜的...     

PECVD工艺对SiO_xN_y光学薄膜红外吸收特性的影响

为了研究SiO_xN_y光学薄膜在红外区的应用特性.文中采用PECVD技术沉积折射率为1.60的SiO_xN_y光学薄膜,设计制造了相同制备工艺参数(功率、温度、压强)的不同薄膜厚度样片和不同制备工艺参数的相同厚度的两类实验样片,通过对SiO_xN_y薄膜的红外透过率进行测试,分析该薄膜的红外光谱特性.实验结果表明,SiOxNy光学薄膜在红外区(8~12μm)的红外窗口内有明显的吸收峰存在,在制造工艺参数不变时,薄膜吸收峰值大小随着厚度的增加而增大,波长变化范围为9~11.5μm;不同的SiO_xN_y薄膜制备工艺参数对该薄膜吸收峰的峰值大小和位置的影响不同,主要波长变化范围为10~11.5μm.     

电化学诱导法制备二氧化硅薄膜材料

通过电化学诱导的溶胶-凝胶过程,以四甲氧基硅烷(TMOS)作为硅源,在氧化铟锡(ITO)电极表面制备了二氧化硅(SiO2)薄膜.使用扫描电镜(SEM)、紫外可见光谱(UV)和循环伏安法(CV)分别对薄膜的表面形貌、光吸收特性和导电性能进行了表征.结果表明:所施加的电压显著地影响SiO2薄膜的在固体表面上的生长.SEM图显示出在薄膜表面上没有明显的介孔结构.薄膜的紫外可见光谱在波长为430 nm处出现了SiO2分子的本征吸收峰,表明这固体表面上的材料主要是由SiO2构成的.循环伏安曲线证明该薄膜材料具有很高的电阻.这种电沉积的SiO2薄膜材料有望应用于分解有机污染物等领域.     

电容耦合等离子体化学气相沉积系统二维射频放电及薄膜制备工艺的研究

通过建立二维自适应模型,对等离子体化学气相沉积系统反应室中SiH4/H2在射频辉光放电条件下的多物理场进行仿真模拟,模拟结果显示：当射频功率和硅烷体积分数增大时,极板间电子密度增大,薄膜沉积速率也随之加快,但沉积的均匀性变差。结合利用该PECVD设备制备的薄膜微结构和沉积速率测试结果,得出射频功率为80W,SiH4体积分数为1%时,薄膜的平均晶粒大小和晶化率最大,薄膜沉积速率较快且均匀性较好。     

沉积功率对多晶硅薄膜结构和光学性质的影响

采用等离子体化学汽相沉积(PECVD)方法在普通玻璃衬底上制备出多晶硅薄膜.研究了在不同沉积功率下的薄膜的沉积速率、晶相结构、吸收系数和光学禁带宽度.实验结果表明,沉积功率为140 W时薄膜沉积速率最大,达到7.8 nm/min.沉积功率为30 W多晶硅薄膜的晶粒较大,平均尺寸200 nm左右.沉积功率为100 W薄膜有较高结晶度,晶化率达到68%.薄膜样品在波长为500 nm的光吸收系数达到6×104 cm-1,在不同功率下样品的光学禁带宽度在1.70-1.85 eV之间变化.     

溅射时间对Ni/SiO_2玻璃光衰减片衰减性能的影响

为了提高光衰减片整体的光衰减效果,采用真空磁控溅射法,利用真空磁控溅射仪制备纳米级厚度的Ni/SiO2玻璃光衰减片.利用X-射线衍射(XRD)、原子能谱、扫描电镜和722分光光度计等表征手段,研究溅射时间(5、10、15、20、25 min)对透光率、微观结构的影响.实验结果表明:当溅射工作压力为0.4Pa,溅射时间为25 min时,金属Ni在SiO2玻璃基片上形成(111)和(200)晶面取向的镀Ni薄膜;SiO2玻璃基片上沉积的薄膜平整,颗粒分布均匀、排列紧密;试样的透光率达到0.41,采用磁控溅射法制备金属Ni/SiO2玻璃复合薄膜式光衰减片满足光纤通信需求.     

PECVD法制备碳化硅薄膜的减反射性能研究

利用正交实验方法,探讨PECVD法制备碳化硅薄膜沉积参数变化对其减反射性能的影响,并进一步研究不同沉积参数对薄膜沉积速率和折射率的影响规律。结果表明,沉积参数中衬底温度是影响碳化硅薄膜减反射性能的主要因素;薄膜的生长速率随着衬底温度和硅烷与甲烷流量比的升高而降低,并且薄膜的折射率随衬底温度的升高而增大,但气体流量比对折射率的影响不大。     

不同衬底上La0.5 Sr0.5 CoO3薄膜生长及导电性质的研究

用脉冲激光沉积法(PLD)分别在Si(100),SiO2/Si(100),LaA lO3衬底上制备了La0.5Sr0.5CoO3薄膜.在LaA lO3衬底上实现了La0.5Sr0.5CoO3薄膜的近外延生长,薄膜的电阻率最低.这是由于LaA lO3的晶格常数与La0.5Sr0.5CoO3最为接近.在SiO2/Si(100)衬底上生长的La0.5Sr0.5CoO3薄膜的电阻较Si(100)衬底上薄膜小,XRD表明SiO2/Si(100)衬底更易于薄膜的择优生长.     

MoS2/Zr复合薄膜的制备工艺研究

采用中频磁控溅射及多弧离子镀相结合的复合镀膜工艺,在硬质合金YT14基体上制备了MoS2/Zr复合薄膜.采用扫描电子显微镜(SEM)考察了复合薄膜表面及截面的形貌,利用能谱分析(EDX)薄膜的成分组成.研究了沉积温度、基体负偏压及Zr电流等沉积工艺参数对复合薄膜的结合力、显微硬度、厚度等性能的影响.结果表明:沉积工艺参数对MoS2/Zr复合薄膜的性能影响很大,合理选择沉积工艺参数能够明显提高和改善复合薄膜的性能,并分析了沉积参数对性能的影响机理.在本实验条件下,最佳沉积工艺参数为:沉积温度200 ℃,基体偏压180 V,Zr电流30 A,制备的MoS2/Zr复合薄膜结构致密,其结合力约为60 N,厚度约为2.4 μm,显微硬度约为HV900.     

室温非晶硅薄膜热电阻温度系数研究

用离子束增强沉积（IBED）方法,在SiO2/Si衬底上沉积了非晶硅薄膜和注氢的非晶硅薄膜。研究薄膜的电阻温度系数（TCR）随制备工艺的变化,分析非晶硅薄膜电阻的稳定性对电阻温度系数的影响。本征非晶硅电阻太大,虽然经过适当地退火后,TCR能够达到6.39%K-1,但是电阻值还是过高,不适合制作器件。经过硼掺杂的非晶硅薄膜,电阻显著下降,相应的TCR可以达到6.80%K-1。制作的氢化非晶硅薄膜的电阻温度系数（TCR）高达8.72%K-1,且制作工艺简单,与常规集成电路工艺兼容性好。用离子束增强沉积的非晶硅薄膜可以用于制备红外探测仪。但实验还存在着重复性不好等问题,需要作深入的实验研究。     

硫粉气化温度对制备WS2薄膜的影响

采用熔融盐辅助化学气相沉积（CVD）法在蓝宝石（Al₂O₃）衬底上制备WS2薄膜,改变硫粉的气化温度（750~800 ℃）,探寻其对WS₂薄膜生长的影响,为制备出大面积WS₂薄膜提供理论依据。采用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和拉曼（Raman）光谱对WS₂薄膜的形貌、结晶性和厚度进行分析。800 ℃时,WS₂薄膜平均边长可达310 μm,Raman特征峰的波数差为64.60 cm^-1（单层）。随着硫粉气化温度的升高,WS₂薄膜的生长经历了形貌及尺寸的转变,这表明在沉积过程中,硫粉引入时机对WS₂薄膜的形核、生长至关重要,适当的气化温度可以制备出尺寸较大、结晶性能良好的WS₂薄膜。     

一种两级微桥结构快速测温微型传感器的研制

设计了一种新型薄膜热电阻温度传感器.传感器感温结构由基片（Si）/绝缘层（SiO₂）/感温部（Pt）组成,Pt薄膜片以悬空的微桥连接方式搭接在SiO₂片上,SiO₂片也以同样的方式搭接在Si片上,以此构成两级微桥机构.较之传统温度传感器,该感温部件采用悬空布置结构可使测温过程中的热损失大为减少,并能保证温度传感器热响应的线性度和可靠性. 通过ANSYS有限元软件仿真Pt薄膜片在不同厚度SiO₂片下的温度分布情况. 当SiO₂片厚度为2μm,该传感器热响应时间常数达到最小的10ms,与SiO₂片厚度为5μm 和10μm相比其时间常数减小了50%以上. 研究结果表明:在温度测量过程中,SiO₂片厚度对感温的Pt薄膜片热损失影响很大,在设计中应尽可能减小SiO₂片厚度.     

一种N型轻掺杂氢化硅基薄膜的欧姆接触

使用等离子体增强化学气相沉积方法制备了一组磷掺杂氢化硅基薄膜。I-U曲线显示薄膜与铝电极形成了良好的欧姆接触。霍尔测试结果表明该组样品为轻掺杂;利用拉曼光谱和紫外一可见吸收光谱对薄膜的微结构和光学带隙进行了表征,并从薄膜能带结构出发探讨了形成欧姆接触的原因。     

TiO_2薄膜的亲水性及光催化自清洁效果

以溶胶-凝胶法为基础,在普通玻璃表面制备了具有纳米尺寸气孔、纳米及微米尺寸复合气孔结构的TiO2薄膜或TiO2/SiO2复合薄膜,并考察了它们的亲水性能及表面经空气中灰尘污染后,其超亲水性能在紫外光照射下的恢复能力。所有纯TiO2薄膜于制备后测试的表面水接触角均达到0°。SiO2的掺杂量较小（10%）时,SiO2的掺入增大了薄膜的水接触角,但随着SiO2掺杂量的增大,接触角减小,可达到超亲水效果。表面污染的薄膜经紫外光照射后,其超亲水性的光致恢复能力基本不受前驱体溶胶的陈化时间、SiO2掺杂浓度、表面形态的影响,但与薄膜的光催化活性有关。4层以上的薄膜或带有SiO2中间隔离层的薄膜由于可以抑制玻璃基底中Na＋扩散至薄膜表面,光催化降解灰尘污染物的能力较高,紫外光照射后均能恢复其超亲水性能。     

Ar/CH_4流量比对a-C∶H薄膜沉积速率及性能的影响

为研究气体流量比对非平衡磁控溅射沉积含氢类金刚石薄膜（Diamond-Like Carbon,DLC）沉积速率及性能的影响,在不同Ar/CH4流量比条件下将a-C∶H沉积在单晶硅基底,采用傅里叶红外光谱、椭偏仪、表面轮廓仪对薄膜的沉积速率、光学特性及表面粗糙度进行研究.实验结果表明：引入甲烷气体后,非平衡磁控溅射沉积a-C∶H薄膜沉积速率大幅度提高;在3～5μm波段硅基底上镀制a-C∶H膜具有良好的红外增透特性,薄膜峰值透射率明显受到Ar/CH4流量比的影响,Ar/CH4流量比1∶3时,制备的a-C∶H峰值透过率可达69.24%;a-C∶H薄膜的折射率和消光系数随着CH4流量的增加而增大;a-C薄膜的粗糙度要优于a-C∶H薄膜,a-C∶H薄膜的粗糙度随厚度的增加而变大.     

衬底效应对LiTaO3薄膜制备的影响

用溶胶凝胶法在N型硅、P型硅、石英、铂、镍衬底上制备了钽酸锂(LiTaO3)薄膜,用XRD和SEM对钽酸锂薄膜性能参数进行了表征;发现掺杂少量环氧树脂能提高钽酸锂薄膜的均匀性,改善薄膜与衬底的粘附性;研究了衬底效应与薄膜厚度的关系,薄膜厚度超过0.2 μm,Ni衬底的XRD峰值强度几乎不再出现,说明衬底对薄膜初始结晶取向有重要影响;利用不同衬底上生长钽酸锂薄膜,XRD研究结果表明:N型硅、P型硅、石英衬底上只能制备多晶钽酸锂薄膜,铂衬底上制备的钽酸锂薄膜在(012)晶向有强大的择优取向性,镍衬底上制备的钽酸锂薄膜有更好的C轴择优取向性,C轴择优取向系数可达0.082。     

化学气相沉积法制备碳化铬薄膜的研究

以三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮）化铬为前驱体,采用化学气相沉积（CVD）法在氧化铝（Al₂O₃）陶瓷基板上制备碳化铬（Cr₃C₂）薄膜,其中沉积温度为723 K至923 K,沉积时间为1 200 s。研究了不同沉积温度对Cr₃C₂薄膜的相组成、择优取向、宏观表面、微观结构及电学性能的影响。结果表明,在723 K至923 K下制备得到具有高度（130）择优取向的Cr₃C₂薄膜。随着沉积温度的升高,Cr₃C₂薄膜表面先由光滑变粗糙,后逐渐变光滑;薄膜晶粒呈椭球型生长;薄膜的厚度先增加后减小,从而导致电阻先减小后增大。在798 K时制备得到厚度最大且电阻最小的（130）择优取向的最佳Cr₃C₂薄膜。同时,在实验条件下Cr₃C₂薄膜表面存在少量的碳和Cr₂O₃。     

基于拉曼光谱的类金刚石薄膜的热稳定性研究

利用阴极真空弧放电设备制备了表面光滑的类金刚石薄膜材料,通过多波长激发的拉曼光谱研究了不同退火条件下所制薄膜的热稳定性.实验结果表明,在小于400℃的温度处理下,类金刚石薄膜微观结构几乎不发生变化,薄膜处于稳定区;当温度升高至600℃,微观结构开始发生微妙的变化,认为处于亚稳定区;当温度升至800℃甚至1 000℃时,类金刚石薄膜的微观结构发生显著变化,薄膜开始出现石墨化,物理性质不能保持稳定.     

氧化锌薄膜的阴极电沉积法制备及性能

以硝酸锌溶液为沉积液,采用阴极电沉积技术在ITO导电玻璃基片上制备ZnO薄膜．分析了Zn（NO3）2体系ZnO的电化学沉积机理及反应过程,考察了沉积电位和Zn（NO3）2浓度对沉积过程、薄膜结构及其性能的影响结果表明：沉积电位和Zn（NO3）2浓度对薄膜形貌都有着显著的影响,沉积速率随沉积电位和Zn（NO3）2浓度的增加而增大;当沉积电位和Zn（NO3）2浓度较小时,薄膜粒径小,透光性相对较高．