晶硅衬底参数对太阳电池输出特性的影响

利用晶硅电池模拟软件PC1D研究晶硅衬底的厚度、少子寿命及掺杂浓度对电池输出特性的影响规律。结果表明:晶硅衬底的厚度对电池输出特性的影响与其少子的扩散长度有关,衬底厚度的减小有利于其开路电压的提高,存在一最佳厚度值使其转换效率、短路电流及填充因子最高;当少子的扩散长度远大于衬底厚度时,电池的输出特性几乎与衬底厚度无关;当衬底少子扩散长度与衬底厚度的比值为2.5~3.0时,电池的转换效率最高;晶硅衬底的掺杂浓度在5×1015~1×1017cm 3之间,即电阻率在0.2~3.0.cm范围内时,晶硅电池能获得良好的输出特性。     

VLSI用低介电常数含氟碳膜研究

用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备了不同工艺条件下的含氟碳膜。测量了薄膜的厚度和介电常数,并用傅立叶红外光谱分析了薄膜化学结构,发现薄膜成分和介电性与沉积工艺密切相关,对薄膜的SEM分析表明所得薄膜均匀致密。控制适当的工艺条件,可沉积理想的超大规模集成电路(VLSI)用钝化膜。     

PECVD法制备低介电常数含氟碳膜研究

采用PECVD法制备了低介电常数薄膜a-C：F，研究了薄膜沉积速率与温度及射频功率的关系，测量了不同沉积条件下薄膜的介电常数，并用FTIR分析了薄膜的化学结构及成分，发现薄膜沉积速率与沉积条件密切相关，其介电性与其化学结构以及沉积条件密切相关。     

a-C:F:H薄膜的化学键结构

使用CF4和CH4为源气体,利用射频等离子体增强化学气相沉积法,制备了a-C:F:H薄膜样品.采用拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜的结构进行了测试和分析.研究发现:该膜呈空间网状结构,膜内碳与氟、氢的结合主要以sp3形式存在,而sp2形式的含量相对较少;在薄膜内主要含有C-Fx(x=1,2,3)、C-C、C-H2、C-H3等以及不饱和C=C化学键;同时,薄膜中C-C-F键的含量比C-C-F2键的含量要高.在不同功率下沉积的薄膜,其化学键结构明显不同.     

集成电路Cu金属化中的扩散阻挡层

阐述了集成电路Cu互连中的技术难题,重点讨论了Cu的扩散问题,综述了扩散阻挡层的研究发展进程,重点介绍了当今研究较多的难熔金属、难熔金属氮化物及其三元结构阻挡层的最新进展情况.研究表明,阻挡层的阻挡性能与制备工艺、薄膜组分及微观结构密切相关,其失效机制多为高温下阻档层晶化所产生的晶界为Cu扩散提供了快速通道,掺入Si或其它原子的难熔金属氮化物由于其较高的晶化温度和良好的阻挡性能正成为研究热点.     

a-C:F薄膜的工艺及热稳定性研究

以CF4和CH4为源气体,用PECVD法制备了不同沉积条件下的a-C:F薄膜,测量了薄膜的厚度,研究了薄膜沉积速率和沉积工艺的关系,用傅立叶变换红外谱(FTIR)分析了薄膜的化学键结构,用扫描电镜和原子力显微镜分析了薄膜表面形貌,对薄膜在真空中进行了退火,研究了薄膜的热稳定性.实验表明,沉积速率在5～8 nm/min之间,薄膜表面平整、致密,在300℃内有较好的热稳定性.     

氟化非晶碳(a-C:F)薄膜的研究

氟化非晶碳(a-C：F)薄膜是一种电、光学新材料。介绍了它的制备方法，对其制备工艺作了较全面的探讨；分析了该膜制备方法和工艺参数对薄膜组分及化学键结构的影响；研完了该膜的电学、光学、热学、力学等物理性质及其在相关方面的应用，并对该膜的物理性质与制备工艺参数的关联作了详细的论述；指出介电常数和热稳定性的矛盾是阻碍该膜实用化的主要原因。     

Ta基纳米薄膜扩散阻挡特性的比较研究

采用直流磁控溅射方法在p型(100)Si衬底上制备了Cu/Ta、Cu/Ta-N和Cu/Ta-Al-N复合膜,并对薄膜样品进行了卤钨灯快速热退火.用四探针电阻测试仪(FPP)、AFM、SEM、Alpha-step IQ台阶仪和XRD等分析测试方法对样品的形貌结构与特性进行了分析表征,并对N和Al的掺杂机理进行了讨论.实验结果表明,Ta、Ta-N和Ta-Al-N膜层的Cu扩散阻挡特性逐渐增强,Ta/Si界面上的反应和Cu通过多晶Ta膜扩散到Si底并形成Cu3Si共同导致了Ta阻挡层的失效,而Cu通过Ta-N和Ta-Al-N结晶后产生的晶界扩散到Si底并形成Cu3Si是两者失效的唯一机制.N的掺入促进了非晶薄膜的形成且有利于消除界面反应,而Al的掺入将进一步提高薄膜的结晶温度和热稳定性.     

N含量对Ta-Si-N扩散阻挡层阻挡性能的影响

采用磁控反应溅射技术在p型Si(111)衬底上制备了Ta-Si-N薄膜与Cu/Ta-Si-N复合结构,并对样品进行了快速热处理.用四探针电阻测试仪、原子力显微镜、X射线衍射和扫描电镜等对样品的电阻、形貌、结构与特性进行了分析表征.实验结果表明,随着N含量的增加,Ta-Si-N薄膜的方块电阻单调增加,表面粗糙度则先减小后增大;Ta-Si-N阻挡层的阻挡性能随N含量的增加而有所增强,但当N含量过大时,阻挡性能的提升并不明显;沉积态的Ta-Si薄膜为纳米晶结构,掺入N后,薄膜成为非晶态,但在高温热处理后Ta-Si-N薄膜重新结晶,铜原子主要通过晶界扩散并与Si反应,导致阻挡层失效.     

Diffusion barrier performance of nanoscale TaNx thin-film

TaNx nanoscale thin-films and Cu/TaNx multilayer structures were deposited on P-type Si（100） substrates by DC reactive magnetron sputtering. The characteristics of TaNx films and thermal stabilities of Cu/TaNx/Si systems annealed at various temperatures were studied by four-point probe（FPP） sheet resistance measurement, atomic force microscopy（AFM）, scanning electron microscope-energy dispersive spectrum （SEM-EDS）, Alpha-Step IQ Profilers and X-ray diffraction（XRD）, respectively. The results show that the surfaces of deposited TaNx thin-films are smooth. With the increasing of N2 partial pressure, the deposition rate and root-mean-square（RMS） decrease, while the content of N and sheet resistance of the TaNx thin-films increase, and the diffusion barrier properties of TaNx thin-films is improved. TaNi.09 can prevent interdiffusion between Cu and Si effectively after annealing up to 650℃ for 60 s. The failure of TaNx is mainly attributed to the formation of Cu3Si on TaN/Si interface, which results from Cu diffusion along the grain boundaries of polycrystalline TaN.