氧化钒薄膜的制备方法及结构性能

氧化钒薄膜在非制冷红外成象器件中的应用已成为国际上研究的热点.各种晶体结构的氧化钒性能差异很大,为此综述了不同氧化钒晶体的结构和性能.由于制备方法及工艺条件对薄膜性能有较大影响,在此介绍了二氧化钒和五氧化二钒薄膜的几种主要制备方法及对生成膜结构性能的影响.     

氧注入损伤对6HSiC光学性质的影响

ＳｉＣ是一种重要的宽禁带半导体材料,在高温、高压、高功率及高频器件方面有重要的应用前景。ＳｉＣ中的离子注入无论在基础研究还是在器件工艺中都具有重要的意义。本文研究了ＳｉＣ 的注入（７０ｋｅＶ,剂量５ ×１０１３ 至５ ×１０１５ｃｍ － ２） 损伤及其对ＳｉＣ光学性质的影响。研究表明,ＳｉＣ的表面形貌对离子注入极其敏感。剂量较低时,主要影响晶格缺陷吸收及杂质吸收（＜ ２．９ｅＶ）,而在剂量较高时,对带间跃迁产生影响。ＳｉＣ是一种重要的宽禁带半导体材料,在高温、高压、高功率及高频器件方面有重要的应用前景。ＳｉＣ中的离子注入无论在基础研究还是在器件工艺中都具有重要的意义。本文研究了ＳｉＣ 的注入（７０ｋｅＶ,剂量５ ×１０１３ 至５ ×１０１５ｃｍ － ２） 损伤及其对ＳｉＣ光学性质的影响。研究表明,ＳｉＣ的表面形貌对离子注入极其敏感。剂量较低时,主要影响晶格缺陷吸收及杂质吸收（＜ ２．９ｅＶ）,而在剂量较高时,对带间跃迁产生影响。     

He~+注入Si(100)缺陷退火效应的慢正电子束研究

用慢正电子束探针测量了经剂量为 5× 10 16cm-2 的 140keVHe+ 注入的Si(10 0 )单晶S参数与正电子入射能量的关系 ,得到了注入产生缺陷的分布规律 ,发现近表面区域损伤不大 ,缺陷主要是直径小于 1nm的空位或空位团 ,较深的射程末端区域损伤严重 ,缺陷主要是微空洞和微气泡。对退火效应的研究表明 ,低温下退火空位缺陷得到了很好的消除 ,而高温下退火微空洞和微气泡发生融合 ,而且尺度增加     

脉冲ArF准分子激光淀积SiC/Si(100)薄膜的最佳晶化温度及光致发光

用脉冲ArF准分子激光熔蚀SiC陶瓷靶,在800C Si(100)衬底上淀积SiC薄膜,经不同温度真空(10-3Pa)退火后,用FTIR、XRD、TEM、XPS、PL谱等分析方法,研究了薄膜最佳晶化温度及表面形态、结构、组成,并对在最佳退火温度处理后的样品进行了化学态、微结构及光致发光的研究.结果表明,在Si(100)上800C淀积的样品为非晶SiC薄膜.经850-1050C不同温度真空退火后,SiC薄膜经非晶核化-长大过程,在980C完成最佳晶化.随退火温度的变化,薄膜中可能存在3C-SiC与6H-SiC的竞争生长或/和3C-SiC相的长、消(最佳温度退火样品中6H-SiC和3C-SiC两种晶相共存).以370nm波长光激发样品薄膜表面,显示较强的447nm蓝光发射,其发光机制可能是空位缺陷及其它晶格缺陷形成的浅施主能级向价带的电子辐射复合跃迁.     

在Si(111)上脉冲ArF准分子激光淀积晶态定向α-SiC薄膜

报道用脉冲ArF激光烧蚀SiC陶瓷靶,在800℃Si(111)衬底上淀积SiC薄膜,再经920℃真空(10-3Pa)退火处理,制备出晶态α-SiC薄膜.用FTIR、XPS、SEM、XRD、TEM、PL谱等分析方法,研究了薄膜的表面形态、晶体结构、微结构、组成、化学态和光致发光等.结果表明,在920℃较低温度下,SiC薄膜经非晶核化--长大过程,生成了晶态α-SiC(0001)∥Si(111)高度定向外延膜,薄膜内C/Si比约为1.01.表面有污染C及少量氧化态Si和C.室温下用280nm光激发薄膜,在341nm处有较强发光峰,半峰宽45nm,显示出较好的短波发光性质.     

脉冲准分子激光PZT薄膜的制备

本实验采用脉冲准分子激光沉积（ＰＬＤ）法，在１９３ｎｍ波长，５Ｈｚ频率，４Ｊ／ｃｍ２能量密度条件下，分别在Ｓｉ（１００）和ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上成功地沉积Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）薄膜，并在不同的条件下对ＰＺＴ薄膜进行退火处理。用ＸＲＤ，ＲＢＳ，ＡＳＲ等方法分别测量了薄膜的结构、组份和厚度。     

CMOS／SIMOX和CMOS／BESOI的γ射线辐照特性比较

用薄膜ＳＩＭＯＸ（ＳｅｐａｒａｔｉｏｎｂｙＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆＯＸｙｇｅｎ）、厚膜ＢＥＳＯＩ（ｆｆｅｎｄｉｎｇａｎｄＥｔｃｈ－ｂａｃｋＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）和体硅材料制备了ＣＭＯＳ倒相器电路，并用６０Ｃｏγ射线进行了总剂量辐照试验。在不同偏置条件下，经不同剂量辐照后，分别测量了ＰＭＯＳ、ＮＭＯＳ的亚阈特性曲线，分析了引起ＭＯＳＦＥＴ阈值电压漂移的两种因素（辐照诱生氧化层电荷和新生界面态电荷）。对ＮＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ，由于寄生背沟ＭＯＳ结构的影响，经辐照后背沟漏电很快增大，经３００Ｇｙ（Ｓｉ）辐照后器件已失效。而厚膜ＢＥＳＯＩ器件由于顶层硅膜较厚，基本上没有背沟效应，其辐照特性优于体硅器件。最后讨论了提高薄膜ＳＩＭＯＸ器件抗辐照性能的几种措施。     

以Al2O3为过渡层脉冲激光法制备PZT铁电薄膜

为实现PZT铁电薄膜与半导体衬底的直接集成引入Al2O3为过渡层，首先用真空电子束蒸发法在Si(100)，多昌金刚石（111）衬底上生长约20nm厚的Al2O3过渡层，接着在上述衬底上采用脉冲激光淀积（PLD）法淀积PZT薄膜，衬底温度为350-550℃。X光电子能谱（XPS）测试表明，在高真空下，电子束蒸发Al2O3固态源能获得化学配比接近蒸发源的Al2O3薄膜。X射线衍射（XRD）测试说明，不论衬底是硅还是多晶金刚石，当衬底温度为550℃时，PZT在Al2O3过渡层上呈现（222）取向的焦绿石相结构，当衬底是金刚石时，通过如下工艺：（1）较低温度（350℃）淀积；（2）空气氛围650℃快速退火5min，可以在Al2O3过渡层上获得高度（101）取向的钙钛矿结构的铁电相PZT薄膜，最后AFM测试显示，在硅衬底上，PZT薄膜的表面均方根粗糙度为9.78nm；而在多晶金刚石衬底上，PZT薄膜的表面均方根粗糙度为17.2nm。     

用PLD法制备声表面波器件用ZnO薄膜

采用脉冲激光淀积 (PLD)法在单晶Si(10 0 )衬底上淀积了ZnO薄膜。XRD、TEM和AFM分析表明 ,淀积的ZnO薄膜具有良好的c轴取向性和表面平整度。通过改变淀积气氛或在纯氧中高温退火 ,ZnO薄膜的电阻率提高到 10 7Ω·cm。这些结果表明 ,用PLD法淀积的ZnO薄膜能够满足声表面波(SAW )器件的需要。     

薄膜厚埋层SOI材料的新制备技术

在结合低剂量注氧隔离(SIMOX)技术和键合技术的基础上,研究了制备薄膜(薄顶层硅膜)厚埋层SOI材料的新技术--注氧键合技术.采用该新技术成功制备出薄膜厚埋层SOI材料,顶层硅厚度130nm,埋氧层厚度lμm,顶层硅厚度均匀性±2%.并分别采用原子力显微镜(AFM)和剖面透射电镜(XTEM)对其表面形貌和结构进行了表征.研究结果表明,SIMOX材料顶层硅通过键合技术转移后仍能够保持其厚度均匀性,且埋氧层和顶层硅之间具有原子级陡峭的分界面,因此注氧键合技术将会是一项有广阔应用前景的SOI制备技术.