Ti靶及TiO2靶溅射TiO2薄膜微观形貌、结构及光学性质研究

利用射频磁控溅射技术通过Ti靶及TiO2靶在氩氧气氛中同时溅射制备TiO2薄膜,并对所得的样品进行不同温度的退火处理。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱和吸收谱研究了不同的靶材及退火温度对TiO2薄膜晶体结构、微观形貌及光学性质的影响。结果表明:由于靶材的不同,Ti靶溅射时氧分压较低,造成薄膜中存在大量的氧缺陷,晶相发育不完善,颗粒相比TiO2靶溅射时较小,从XRD和拉曼光谱来看,Ti靶溅射得到的TiO2薄膜更有利于金红石相的形成。薄膜的透过率随退火温度的升高而降低,TiO2靶材溅射的薄膜的光学带隙随温度升高而明显降低,而Ti靶得到的薄膜的光学带隙对退火温度的依赖关系不明显。     

GaAs衬底上等离子体增强原子层沉积GaN薄膜

采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术在斜切的砷化镓(GaAs)衬底上低温沉积了氮化镓(GaN)薄膜,对生长过程、表面机制以及界面特性等进行分析,得到GaN在215～270℃的温度窗口内生长速度(Growth-Per-Cycle, GPC)为0.082 nm/cycle,并从表面反应动力学和热力学方面对GPC的变化进行了分析。研究发现,生长的GaN薄膜为多晶,具有六方纤锌矿结构,且出现(103)结晶取向。在GaN/GaAs界面处观察到约1 nm厚的非晶层,这可能与生长前衬底表面活性位点的限制和前驱体的空间位阻效应有关。值得注意的是,在沉积的GaN薄膜中,所有的N皆与Ga以Ga-N键结合生成GaN,但是存在少部分Ga形成了Ga-O键和Ga-Ga键。这种成键方式,可能与GaN薄膜中存在的缺陷和杂质有关。     

柔性衬底上使用等离子增强原子层沉积制备的氮化镓薄膜物性分析

采用等离子增强原子层沉积技术（PE-ALD）在350℃温度下,在KAPTON柔性衬底上直接生长出多晶GaN薄膜。利用低角度掠入射X射线衍射仪、AFM、SEM、TEM、XPS对薄膜的晶体结构、表面形貌及薄膜成分进行了表征和分析。结果表明,薄膜呈多晶态,且具有良好的均匀性;薄膜中的N元素全部以N-Ga键形式存在;大部分Ga元素以Ga-N键形式构成GaN;少量的Ga元素分别以Ga-Ga键和Ga-O键形式构成金属镓以及Ga2O3。研究发现,虽然KAPTON具有较好的耐高温性,但GaN会反向扩散进入KAPTON衬底,形成具有一定厚度的GaN扩散层。