VAD制备TiN膜中宏观颗粒生长特性分析

通过对真空电弧淀积（ＶＡＤ）的ＴｉＮ薄膜中单个宏观颗粒（直径大于５μｍ）进行ＳＥＭ观察，分析了颗粒自身形貌及其与连续薄膜之间的相互作用。并基于界面能量理论，分析了颗粒在薄膜生长过程中自身发展倾向、与外来粒子的相互碰撞以及与基片、连续膜之间的界面作用，从而揭示出薄膜中颗粒的生长规律。     

制备过程中对VO2薄膜热致相变光电性能的控制

本文利用真空还原Ｖ２Ｏ５的方法制备出优质对ＶＯ２薄膜;研究了不同真空还原时间ＶＯ２薄膜热致相变过程中光电性能的影响;利用ＸＰＳ、ＸＲＤ对薄膜的化学状态和结晶状态进行了研究。制备的薄膜高／低 电阻变化最大达到三个数量级,９００ｎｍ处的光学透过率在相变前后改变了４０％左右,热致相变性能优良。讨论了不同的真空还原时间下ＶＯ２薄膜热滞回线的宽度、相变温度点以及高低温光透射性能。最后给出了最佳真空还原时间。     

纳米硅薄膜与纳米电子学

纳米半导体硅薄膜是利用等离子体增强化学气相沉积（ＰＥＣＶＤ）方法制备的,制备可以很好地进行调节控制。纳米硅薄膜由两种组元：纳米尺度晶粒组元和晶粒间的界面组元,即晶态相和晶界相组成。纳米半导体硅薄膜对发展半导体器件,例如量子功能器件和薄膜敏感器件等,很有价值。     

高斯激光辐照下膜基系统的温度场和应力场的瞬态分析

本文根据加载激光的工艺参数以及薄膜、基体的材料特性,建立了薄膜与基体的有限元模型,对高斯激光在加载在薄膜表面后的温度场进行有限元模拟,获得膜基系统中温度随时间的变化关系以及薄膜界面结合处的温升规律。并在此基础上根据薄膜和基体的热膨胀性能,进行薄膜和基体的应力场模拟,获得了膜基系统的应力场随时间的变化关系。模拟结果表明：在激光加载过程中,薄膜和基体中的温度场随着时间增加,由于热传导系数的差异在薄膜和基体之间产生温差。在膜基系统中产生的应力场主要集中在薄膜内部,膜基界面结合处产生的应力较大会导致薄膜的脱粘。模拟结果定性地反映了薄膜和基体中温度和热应力的变化规律,为分析激光划痕法的作用过程提供了一定的理论依据,对研究膜基系统失效进程具有重要意义。     

层状结构铁电薄膜中频率对界面电位降的影响

利用准分子激光原位沉积方法制备了层状结构铁电薄膜,借助HP4192A低频率阻抗分析仪对样品的C－V特性进行了测试,对同一频率下不同结构的铁电薄膜的界面电压降及不同频率下同一结构的铁电薄膜的界面电压降进行计算。结果表明,在同一频率下不同结构的铁电薄膜其界面电压降不同,同一结构的多层铁电薄膜在不同频度下其界面电压降也不同。不同的耗尽层厚度导致了界面电压降的不同。     

用离子束辅助沉积对Si进行金属化

本文用ＩＢＡＤ－ＰＶＤ复合方法在单晶硅上制备了Ｃｒ／Ｎｉ复合金属化层，研究了沉积工艺条件及退火对薄膜的界面结合强度和电阻率的影响，获得了界面结合强度高、电阻率低、抗热震性能好的Ｃｒ／Ｎｉ复合金属化膜，界面结合强度可达３１ＭＰａ。     

AIN和SiOxNy薄膜与其GaAs衬底间界面应力的喇曼光谱研究

本文用喇曼放射方法研究了在ＧａＡｓ衬底上用Ｓ－枪磁控反应溅射的ＡＩＮ和ＰＥＣＶＤ淀积的ＳｉＯｘＮｙ薄膜界面应力，并研究了这两种薄膜在Ｎ２和Ａｒ气氛下的高温热处理对界面应力的影响。结果表明，与ＳｉＯｘＮｙ薄膜不同，在ＧａＡｓ衬底上制备的ＡＩＮ薄膜，其界面应力很不，而且经Ｎ２和Ａｒ气氛下的高温快速热退火，仍具有较好的稳定性，从而表明ＡＩＮ是ＧａＡｓ集成电路技术中一种较好的绝缘介质、钝化层和保护材料。     

用VO2反射镜对激光振荡脉冲前沿整形

１　引言　　以二氧化钒（ＶＯ２）为基础的可变反射率反射镜对中红外区（λ＝３～１１μｍ）激光振荡的控制是有前途的。ＶＯ２反射镜反射率的变化是在温度变化时依靠ＶＯ２薄膜中的可逆半导体－金属相变产生的［１］。ＶＯ２化学计量薄膜的反射率在它的温度由５５°Ｃ变化到７０°Ｃ时由Ｒｍｉｎ≈１８增加到Ｒｍａｘ≈８０（λ＝１０．６μｍ）。通常为了有效地控制激光振荡要求反射率变化范围大,因此ＶＯ２反射镜和空间调制器制成多层干涉薄膜形式,其中ＶＯ２膜是控制元件［２］。多层ＶＯ２反射镜在３～１１μｍ光谱区的反射率可…     

AlN 和 SiO_xN_y 薄膜与其 GaAs 衬底间界面应力的喇曼光谱研究

本文用喇曼散射方法研究了在ＧａＡｓ衬底上用Ｓ－枪磁控反应溅射的ＡｌＮ和ＰＥＣＶＤ淀积的ＳｉＯｘＮｙ薄膜的界面应力，并研究了这两种薄膜在Ｎ２和Ａｒ气氛下的高温热处理对界面应力的影响．结果表明，与ＳｉＯｘＮｙ薄膜不同，在ＧａＡｓ衬底上制备的ＡｌＮ薄膜，其界面应力很小，而且经Ｎ２和Ａｒ气氛下的高温快速热退火，仍具有较好的稳定性，从而表明ＡｌＮ是ＧａＡｓ集成电路技术中一种较好的绝缘介质、钝化层和保护材料．     

不同气氛下制备的PLT铁电薄膜钉扎现象的研究

采用金属有机物热分解法在氮和氧气氛下分别制备了不同Ｐｂ过量的镧钛酸铅（ＰＬＴ）铁电薄膜。薄膜电性能测试表明,两种气氛下所制备的Ｐｂ过量ＰＬＴ薄膜样品出现电滞回线束腰和ε－Ｖ曲线四峰等异常现象。氧气氛下薄膜电性能的异常程度强于氮气氛下的薄膜,而氮气氛下薄膜电滞回线在水平方向上的漂移程度远大于氧气氛下的薄膜。实验表明,氧气氛促进了Ｐｂ过量的ＰＬＴ薄膜在晶界处和界面上ＰｂＯ相的形成,增强了ＰｂＯ相所导致的陷阱电荷对电畴的钉扎效应。而氮气氛促进了下电极与薄膜界面处氧空位的产生,被陷的氧空位与Ｐｂ空位等组成的偶极子在电场作用下不能反转,因此产生了ＰＬＴ薄膜在水平方向的较大漂移。     

雪崩热电子注入研究富氮SiO_xN_y纳米级薄膜的陷阱特性

采用雪崩热电子注入技术研究了富氮 Si Ox Ny 纳米级薄膜的陷阱特性。观察到该薄膜存在着受主型电子陷阱 ,随着注入的增长、界面上产生的这种陷阱将起主导作用 ,其密度大过施主型界面电子陷阱。揭示出界面陷阱密度在禁带中分布 ,其密度随雪崩注入剂量增加而增大 ,禁带上半部增大得尤其显著。指出雪崩注入过程中在 Si/ PECVD Si Ox Ny 界面上产生两种性质不同的电子陷阱 ,并给出它们在禁带中的位置及密度大小关系。支持了界面陷阱来源于悬挂键的物理模型 ,由于本实验的重要结果可用该理论模型圆满地解析。给出 PECVD形成纳米级薄膜的优化工艺条件 ,该条件成膜的界面特性良好、耐压范围高、抗雪崩注入能力及其他电子特性也较好     

快速热氮化的SiO_xN_Y膜界面特性的DLTS研究

用深能级瞬态谱技术研究了快速热氮化SiO_xN_y膜界面态密度及界面态俘获截面特性,分析了Si/SiO_xN_y界面的DLTS理论,结果表明,快速热氮化SiO_xN_y膜的界面态密度随禁带中能量呈现“U”形分布,该种薄膜界面态俘获截面在禁带中的能量分布近似呈现指数规律,且禁带中央附近的界面态俘获截面比价带顶附近的俘获截面大得多,影响微电子器件电学特性的界面态主要仍是禁带中央附近的界面能态。结果还给出了DLTS技术与雪崩热电子注入法测试SiO_xN_y膜界面态密度能量分布的比较,得到两种不同方法的研究结果基本一致。文中并对实验结果进行了分析与讨论。     

PECVD形成纳米级薄膜界面陷阱的物理模型

采用雪崩热电子注入技术研究了纳米级富氮 Si Ox Ny 薄膜界面陷阱的物理模型。证实了 PECVDSi Ox Ny 薄膜中界面陷阱来源于悬挂键的物理模型。观察到该纳米膜内存在着受主型电子陷阱 ,随着注入的增长 ,界面上产生的这种陷阱将起主导作用。发现到 Dit随雪崩热电子注入剂量增加而增大 ,禁带上半部 Dit的增大较下半部显著。指出了雪崩注入过程中在 Si Ox Ny 界面上产生两种性质不同的电子陷阱 ,并给出它们能级位置及密度大小关系。揭示出 PECVD法形成的这种纳米膜与快速热氮化制备的薄膜中、氮氧含量不同、界面陷阱特性变化不一样 ,并从薄膜氮化机制予以物理解析。给出了 PECVD形成纳米级薄膜的优化工艺条件 ,该工艺条件制成膜的界面陷阱及其它物理电学特性都比较好     

PECVD形成纳米级薄膜界面陷阱特性的雪崩热电子注入研究

采用雪崩热电子注入技术研究了纳米级SiOxNy薄膜界面陷阱特性.证实了PECVD SiOxNy薄膜中界面陷阱来源于悬挂键的物理模型.观察到该纳米膜内存在着受主型电子陷阱,随着注入的增长,界面上产生的这种陷阱将起主导作用.发现到界面陷阱密度随雪崩热电子注入剂量增加而增大,禁带上半部增大得较下半部显著.指出了雪崩注入过程中在SiOxNy界面上产生两种性质不同的电子陷阱,并给出它们在禁带中的位置与密度大小关系.揭示出PECVD法形成的SiOxNy纳米膜与快速热氮化制备的这种薄膜中、氮氧含量不同、界面陷阱特性变化关系不一样,并从形成薄膜氮化机制上予以合理的物理解析.给出了PECVD形成纳米级薄膜的优化工艺条件.     

Spectroscopic studies of sol–gel grown CdS nanocrystalline thin films for optoelectronic devices

CdS is one of the highly photosensitive candidate of II–VI group semiconductor material. Therefore CdS has variety of applications in optoelectronic devices. In this paper, we have fabricated CdS nanocrystalline thin film on ultrasonically cleaned glass substrates using the sol–gel spin coating method. The structural and surface morphologies of the CdS thin film were investigated by X-ray Diffraction (XRD) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) respectively. The surface morphology of thin films showed that the well covered substrate is without cracks, voids and hole. The round shape particle has been observed in SEM micrographs. The particles sizes of CdS nanocrystals from SEM were estimated to be～10–12 nm. Spectroscopic properties of thin films were investigated using the UV–vis spectroscopy, Photoluminescence and Raman spectroscopy. The optical band gap of the CdS thin film was estimated by UV–vis spectroscopy. The average transmittance of CdS thin film in the visible region of solar spectrum found to be～85%. Optical band gap of CdS thin film was calculated from transmittance spectrum ～2.71 eV which is higher than bulk CdS (2.40 eV) material. This confirms the blue shifting in band edge of CdS nanocrystalline thin films. PL spectrum of thin films showed that the fundamental band edge emission peak centred at 459 nm also recall as green band emission.     

Electrical modeling of interface roughness in thin filmelectroluminescent devices

If two dielectric materials with different permittivities are in contact with each other and the interface between them is rough, then the electric field near this interface will be very inhomogeneous. In thin film electroluminescent devices, light is generated when electrons move back and forth in the phosphor layer under the influence of a strong ac electric field. At high electric fields, the electrons trapped in deep states at the interface between phosphor and insulator layer tunnel into the conduction band of the phosphor. This tunnel process is very sensitive to the electric field at the interface, so for a rough interface the electron flow will be very inhomogeneous. The relation between the interface roughness and the inhomogeneous charge transfer in thin film electroluminescent devices is investigated, based on an analytical flux tube model. The importance of the inhomogeneous current for the use of gray levels and aging is discussed     

Interface Analysis of Cu(In,Ga)Se2 and ZnS Formed Using Sulfur Thermal Cracker

We analyzed the interface characteristics of Zn‐based thin‐film buffer layers formed by a sulfur thermal cracker on a Cu(In,Ga)Se₂ (CIGS) light‐absorber layer. The analyzed Zn‐based thin‐film buffer layers are processed by a proposed method comprising two processes — Zn‐sputtering and cracker‐sulfurization. The processed buffer layers are then suitable to be used in the fabrication of highly efficient CIGS solar cells. Among the various Zn‐based film thicknesses, an 8 nm–thick Zn‐based film shows the highest power conversion efficiency for a solar cell. The band alignment of the buffer/CIGS was investigated by measuring the band‐gap energies and valence band levels across the depth direction. The conduction band difference between the near surface and interface in the buffer layer enables an efficient electron transport across the junction. We found the origin of the energy band structure by observing the chemical states. The fabricated buffer/CIGS layers have a structurally and chemically distinct interface with little elemental inter‐diffusion.     

用于VLSI的SiO_xN_y薄膜的界面陷阱

采用雪崩热电子注入技术研究了用于VLSI的快速热氮化的SiO_xN_y薄膜界面陷阱。给出这种薄介质膜禁带中央界面陷阱密度随氮化时间的变化关系,观察到这种薄膜存在着不同类型的密度悬殊很大的电子陷阱。指出雪崩热电子注入过程中在Si/SiO_xN_y界面上产生两类性质不同的快界面态陷阱,并给出这两种陷阱在禁带中能级位置及密度大小关系;同时还给出禁带中央界面陷阱密度随雪崩注入剂量呈现弱“N”形变化关系,并对实验结果进行了讨论。     

低温PECVD法形成纳米级介质膜微观结构研究

采用俄歇电子能谱 ( AES)和傅里叶红外光谱 ( FTIR)分析低温 PECVD法形成纳米级 Si Ox Ny 介质膜的微观组分结构及其与制膜工艺间关系 ,通过椭圆偏振技术测试该薄膜的物理光学性能。研究结果表明 :该介质膜中氮、氧等元素均匀分布 ,界面处元素含量变化激烈 ;高、低反应气压变化对膜内微观组分影响有异 ;该薄膜是既含有类似 Si3N4 、又含有类似 Si O2 的非晶状态 ,呈现无序网络结构 ;随着含氮量或含氧量的增多 ,该膜分别向Si3N4 或 Si O2 成分较多的结构转化 ;优化制膜工艺形成的富氮 Si Ox Ny 膜的性能与结构方面得到提高。     

掺锡As2S8非饱和光阻断效应实验与机理研究

为了研究微量Sn掺As2S8非晶态薄膜波导非饱和光阻断效应的内在机理,采用双棱镜耦合技术,对波导样品进行了实验研究,在实验观测数据,分析了薄膜材料内部的化学键结构,结合电子能带理论和轨道杂化理论,建立了非饱和光阻断效应的动力学模型,并对实验数据进行数值拟合,得到了描述非饱和光阻断效应性质的参数。数值分析与实验结果吻合,说明本文模型能解释实验现象,揭示实验本质。