氮化硼薄膜在退火相变中的应力研究

利用射频溅射系统在P型Si（100）衬底上制备氮化硼薄膜。对其进行600～1000℃的常压下N2保护退火。通过傅立叶变换红外谱（FTIR）分析，发现hBN-cBN-hBN的可逆相变。通过不同温度退火后立方相横光学振动模式峰位的移动，计算了氮化硼薄膜中残余应力的变化。发现沉积后退火很好地解决了高立方相氮化硼薄膜应力释放的问题，可提高立方氮化硼薄膜在硅衬底上的粘附性。并且探索性地讨论在退火过程中c-BN成核、生长与薄膜中应力变化的关系。     

工作气压对制备立方氮化硼薄膜的影响

本文报道了工作气压对射频溅射法制备立方氮化硼(c-BN)薄膜影响的实验结果.c-BN薄膜沉积在p型Si(100)衬底上,溅射靶为六角氮化硼(h-BN),工作气体为Ar气和N2气混合而成,薄膜的成分由傅里叶变换红外吸收谱标识.结果表明,与射频功率、衬底温度和衬底负偏压一样,工作气压也是影响c-BN薄膜生长的重要参数.要得到一定立方相含量的氮化硼薄膜,必须要有合适的工作气压,否则,薄膜中不能形成立方相.在工作气压为5×10-3乇时,得到了立方相含量在90%以上的立方氮化硼薄膜.     

氢化非晶硅薄膜制备及其椭圆偏振光谱测试分析

射频磁控溅射法制备a-Si:H薄膜,利用椭圆偏振光谱对不同气压下a-Si:H薄膜的厚度、折射率和消光系数进行了测试和研究。薄膜采用双层光学模型,通过Forouhi-Bloomer模型对椭圆偏振光谱参数进行拟合,获得450-850 nm光谱区域的a-Si:H薄膜光学参数值。结果表明,随着工作气压增加,薄膜厚度增厚,沉积速率升高;相同工作气压下,随偏振光波长增大,折射率呈下降趋势;相同波长偏振光下,折射率随工作气压上升而下降,折射率变化范围在3.5-4.1;消光系数随着工作气压增大呈略微增大的趋势。根据吸收系数与消光系数的关系,获得了薄膜的吸收谱,测算出不同工作气压下a-Si:H薄膜的光学带隙为1.63 eV-1.77 eV。     

并五苯场效应管的电学特性

介绍了用高真空中热蒸发镀膜的方法制备并五苯薄膜场效应晶体管. 作为场效应管半导体层的并五苯薄膜沉积在p型Si (100) (14.0～20.0Ω·cm）衬底上. 场效应管中并五苯薄膜厚度为70nm，源极、漏极和栅极（Au）的厚度均为50nm，绝缘层SiO2的厚度为300nm，沟道宽度为190μm，沟道长度为15μm. 用AFM表征了并五苯薄膜表面形貌，并研究了薄膜生长速率对并五苯场效应晶体管电学特性的影响. 在薄膜生长速率为024和136nm/min时，场效应管的载流子迁移率分别为2.7E-4和2.2E-6cm2／(V·s) .     

宽带隙立方氮化硼薄膜制备

报道了用偏压调制射频溅射方法制备宽带隙立方氮化硼 ( c- BN)薄膜的实验结果 .研究了衬底负偏压对制备c- BN薄膜的影响 .c- BN薄膜沉积在 p型 Si( 10 0 )衬底上 ,溅射靶为六角氮化硼 ( h- BN) ,工作气体为 Ar气和 N2 气混合而成 ,薄膜的成分由傅里叶变换红外谱标识 .结果表明 ,在射频功率和衬底温度一定时 ,衬底负偏压是影响 c-BN薄膜生长的重要参数 .在衬底负偏压为 - 2 0 0 V时得到了立方相含量在 90 %以上的 c- BN薄膜 .还给出了薄膜中的立方相含量随衬底负偏压的变化 ,并对 c- BN薄膜的生长机制进行了讨论     

PbI2对钙钛矿薄膜及太阳电池性能的影响

碘化铅(PbI₂)是两步法制备钙钛矿薄膜最常使用的金属卤化物前驱体,精确控制PbI₂在钙钛矿薄膜中的含量和空间分布以及优化PbI₂薄膜的形貌结构对于制备高效稳定的太阳电池具有重要意义。探索了PbI₂的浓度和退火方式对钙钛矿薄膜及太阳电池性能的影响。研究发现,PbI₂溶液的浓度不仅决定钙钛矿薄膜中PbI₂的含量,也影响钙钛矿的晶粒尺寸、取向及光学吸收等性质,从而导致器件性能的改变,当钙钛矿薄膜表面分布约45%的PbI₂时器件性能更佳。此外,PbI₂的形貌、结晶性和孔隙度受退火方式的影响显著,与溶剂退火相比,通过短暂的1 min热退火制备的PbI₂薄膜更有利于减少钙钛矿表界面缺陷,提升器件的开路电压,最终使器件的基础光电转换效率(PCE)可以提升至20.89%。上述研究结果有助于进一步优化钙钛矿太阳电池制备工艺,提升器件性能。     

直流反应磁控溅射法制备太阳电池用ITO透明导电膜

采用直流反应磁控溅射法制备了ITO透明导电薄膜,针对氧流量、溅射气压、溅射电流3种工艺参数对ITO薄膜电阻率和可见光区透射率的影响进行了分析和研究。结果表明:从ITO薄膜作为太阳电池用减反射层和电极出发,得到了工艺参数的优化值,分别为氧流量0.2 ml/min(标准状态),溅射气压3 Pa和溅射电流0.2 A,ITO薄膜的电阻率为3.7×10-3Ω.cm,透过率(550 nm)高达93.3%。另外,利用该优化工艺条件下制备的ITO薄膜作为电极和减反射层,制备了结构为ITO/n+-nc-Si∶H/-i nc-Si:H/p-c-Si/Ag的太阳能电池,电池开路电压Voc达到534.7mV,短路电流Isc达到49.24mA(3 cm2),填充因子为0.4228。     

退火温度对ZnO薄膜结晶和折射率的影响

采用磁控溅射法在石英衬底上制备出结晶性良好的氧化锌薄膜,并在氧气气氛中不同温度(100~800℃)下进行退火处理。然后利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及椭偏仪对其结晶性能和光学性能进行了表征,探讨了退火温度对薄膜光学性能的影响,并分析其原因。研究表明:退火可以使c轴生长的薄膜取向性增强;同时晶粒尺寸增大,表明粗糙度也会增加。所测得的薄膜折射率变化范围为1.775~2.059,其中退火温度为500℃时对应相同波长的折射率最大,变化范围为1.894~2.059。     

一种新型磁场MWECR-CVD和氢化非晶硅薄膜制备

为了简化多电磁线圈 MWECR- CVD装置 ,提出将单个电磁线圈和一个永磁体单元组合 ,以形成所需的新型磁场 .这一磁场可使等离子体集聚于样片台上方 ,显著提高了等离子体的能量密度 .应用这种新型磁场的 MWE-CR- CVD装置沉积氢化非晶硅薄膜 ,与采用单电磁线圈或双电磁线圈时相比 ,薄膜沉积速度大幅度提高 ,沉积速度达到采用传统 RF- PECVD装置时的数倍至十倍