AS离子注入硅化钛自对准MOS器件技术研究

本工作研究了同时形成polycide栅,源/漏硅化钛接触和浅PN结的MOS器件制造技术。实验结果表明,通过硅化钛薄膜注入As,并利用NH_3等离子体辅助热退火(NPTA)工艺,可制备性能良好的MOS晶体管。以注入杂质的硅化钛薄膜作为杂质源,在一次高温退火过程中同时完成杂质的再分布和低电阻率硅化钛的形成,得到结深小于0.1μm,硅化钛电阻率24μΩ·cm。NPTA退火工艺有效地抑制了Ti/Si和Ti/poly-Si固相反应过程中硅化钛的横向生长,从而获得了自对准程度很高的硅化钛接触和互连。     

高衬底温度下溅射淀积二硅化钛膜

我们在室温和600℃下用复合的二硅化钛靶在〈111〉向的裸硅片上溅射淀积了二硅化铁膜。室温下淀积的二硅化钛膜需要在900℃下进行烧结,以使其电阻率降低。而600℃下淀积的二硅化钛膜已经反应充分形成颗粒较大的没有氧沾污的多晶状,而且该膜抗氧化。将该膜在900℃下进行进一步退火,发现其晶体结构、成分、电阻率即晶粒大小没有变化。     

基于铜氧化物的电阻存储器工艺优化

针对铜氧化物电阻存储器,通过优化硅化、氧化以及上电极制备等工艺得到具有良好性能的存储单元。通过选取合适的机台,形成了厚度符合需求的均匀铜氧化层。在氧化之前进行硅化处理,很好地解决了氧化层空洞的问题,提高了存储器可靠性。在铜氧化过程中调节氧气比例,增加氧化后高温退火工艺,提高铜氧化物薄膜中氧空位的比例,从而提高了电阻转换特性。发现钛与氮化钛复合上电极中钛的比例对存储特性影响很大,当钛与氮化钛的比例较小时高低阻态最稳定,电阻转换特性更好。     

基于热光伏电池GaSb多晶薄膜的可控生长

采用物理气相沉积(PVD)法在ITO透明导电衬底上制备GaSb多晶薄膜.研究了衬底温度及薄膜厚度对GaSb薄膜结构特性、电学特性以及光学特性的影响.在一定条件下生长的GaSb薄膜择优取向由GaSb(111)晶向转变为GaSb(220)晶向, 这是在玻璃衬底上生长GaSb薄膜没有发现的现象.择优取向改变为(220)晶向的GaSb薄膜具有更高的霍尔迁移率.因为这种薄膜材料具有更少的晶粒间界和更少的缺陷.经优化后的GaSb薄膜的光学吸收系数在104 cm-1以上, 适用于热光伏薄膜太阳电池中.     

Er2O3单晶薄膜的生长及Er2O3/Si异质结的能带偏移

利用分子束外延方法在p型Si(001)和Si(111)衬底上,在700℃0.93mPa的条件下实现了Er2O3单晶薄膜的生长.薄膜的结晶情况依赖于薄膜的生长温度和氧气压.较低的温度和氧气压下在薄膜内易生成硅化铒,薄膜也趋于多晶化.还利用光电子能谱对Er2O3/Si异质结的能带偏差进行了初步的研究.     

Er2O3单晶薄膜的生长及Er2O3/Si异质结的能带偏移

利用分子束外延方法在p型Si(001)和Si(111)衬底上,在700℃0.93mPa的条件下实现了Er2O3单晶薄膜的生长.薄膜的结晶情况依赖于薄膜的生长温度和氧气压.较低的温度和氧气压下在薄膜内易生成硅化铒,薄膜也趋于多晶化.还利用光电子能谱对Er2O3/Si异质结的能带偏差进行了初步的研究.     

二硅化钨形成、结构和电性质的研究

本文报道用As离子束混合形成WSi_2的结构和电性质的研究结果。指出在衬底温度350℃下注入,WSi_2的形成温度可大大降低.WSi_2薄膜电阻率随后退火温度的变化与微结构有关.淀积薄膜过程中引入的氧杂质限止晶粒生长,影响WSi_2薄膜的电阻率.观察到退火过程中氧杂质和注入As离子的再分布和严重丢失.进一步讨论了离子束混合形成硅化物的机理.     

Er2O3单晶薄膜的生长及Er2O3/Si异质结的能带偏移

利用分子束外延方法在p型Si(001)和Si (111)衬底上，在700℃ 0.93mPa的条件下实现了Er2O3单晶薄膜的生长.薄膜的结晶情况依赖于薄膜的生长温度和氧气压.较低的温度和氧气压下在薄膜内易生成硅化铒，薄膜也趋于多晶化.还利用光电子能谱对Er2O3/Si异质结的能带偏差进行了初步的研究.     

快速退火Co/Si固相反应及CoSi_2薄膜特性研究

本文研究了利用离子束溅射、快速退火等技术,通过 Co/Si 固相反应,形成高电导均匀CoSi_2薄膜.对Co/Si 固相反应过程,氧在其中的行为等进行了分析.制备的COSi_2薄膜电阻率达15μΩcm.在快速退火条件下,Co/(111)Si固相反应形成的薄膜具有择优晶向,表明存在固相外延机制.在 4—300 K范围内,对 CoSi_2薄膜的电学输运性质进行了系统研究,CoSi_2具有正值霍尔系数,表明其具有空穴导电机制.低温载流子霍尔迁移率达到 56 cm~2/V.3。     

基于热光伏电池GaSb多晶薄膜的可控生长（英文）

采用物理气相沉积(PVD)法在ITO透明导电衬底上制备GaSb多晶薄膜.研究了衬底温度及薄膜厚度对GaSb薄膜结构特性、电学特性以及光学特性的影响.在一定条件下生长的GaSb薄膜择优取向由GaSb(111)晶向转变为GaSb(220)晶向,这是在玻璃衬底上生长GaSb薄膜没有发现的现象.择优取向改变为(220)晶向的GaSb薄膜具有更高的霍尔迁移率.因为这种薄膜材料具有更少的晶粒间界和更少的缺陷.经优化后的GaSb薄膜的光学吸收系数在104cm~(-1)以上,适用于热光伏薄膜太阳电池中.     

用于制备GaN的硅基ZnO过渡层的高温热处理研究

我们利用直流反应磁控溅射法制备出在Ｃ轴上取向高度一致的ＺｎＯ薄膜,为了进一步检验作为高温生长ＧａＮ材料衬底的可行性,我们模拟衬底加热,进行了样品高温热处理．比较了样品高温热处理前后的晶体性能,发现热处理后使ＺｎＯ薄膜的吸附氧明显减少,孔隙率降低,薄膜的密度增加,有效地提高了薄膜的晶体性能;在ＺｎＯ和硅两者的界面上形成了一个富锌区．所以,用我们的方法制备的ＺｎＯ薄膜有望成为外延ＧａＮ单晶薄膜的理想衬底     

PECVD法制备硅化钛膜的工艺研究

硅化钛薄膜由于电阻率低和其它一些良好特性,在VLSI的栅电极和互连线中显示出它潜在的优势。本文研究了用PECVD法制备硅化钛膜的卫艺。结果表明:所形成硅化钛膜的性质强烈地依赖于淀积工艺条件。还确定了典型工艺条件,并用俄歇电子能谱分析了硅化钛膜的组分。     

退火温度对生长在TiO2缓冲层上的ZnO薄膜的影响

采用电子束蒸发技术在TiO2缓冲层上沉积了ZnO薄膜,研究了不同的退火温度对薄膜晶化质量及发光性质的影响. 利用X射线衍射仪和扫描探针显微镜分析了薄膜样品的结构性质,利用荧光光谱仪研究了薄膜样品的光致发光性质. 分析结果表明,退火处理后的ZnO薄膜都沿c轴择优生长. 在600℃下退火的样品具有最强的（002）衍射峰、最强的紫外发射和最弱的可见光发射,其晶粒大小均匀,紧密堆积. 而对于在500和700℃下退火的样品,其可见光发射较强. 这表明在600℃下退火的样品具有最好的晶化质量.     

镍酸镧缓冲层的制备及对钙锶铋钛的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Si(100)衬底上制备了LaNiO3薄膜,然后在LaNiO3/Si(100)上制备了钙锶铋钛薄膜。研究了热处理工艺对LaNiO3(LNO)薄膜的影响。研究结果表明,当热分解温度为350℃、退火温度为750℃,厚为250nm时,制备的LNO薄膜的(110)衍射峰取向择优最明显,电阻率也较低,(为1.8×10-3Ω.cm)。LNO缓冲层的引入促进钙锶铋钛薄膜沿A轴方向生长,明显改善了钙锶铋钛薄膜的电性能,即剩余极化强度Pr=15.2μC/cm2,矫顽电场Ec=70kV/cm。     

HgCdTe组分异质结的生长与表征

采用富碲水平推舟液相外延生长方式,在(111)晶向的碲锌镉衬底上生长了双层组分异质HgCdTe外延薄膜,并对生长后的薄膜质量进行了评价.使用染色法和红外透射光谱数值拟合的方法,对两层薄膜的厚度进行了表征,并建立了一个双层薄膜纵向组分分布模型;对材料的电学参数进行测量的结果显示,双层异质液相外延样品中长波层的载流子迁移率较之单层液相外延样品略高,原因可能是中波覆盖层对长波外延层起到了钝化作用.     

HgCdTe组分异质结的生长与表征

采用富碲水平推舟液相外延生长方式,在(111)晶向的碲锌镉衬底上生长了双层组分异质HgCdTe外延薄膜,并对生长后的薄膜质量进行了评价.使用染色法和红外透射光谱数值拟合的方法,对两层薄膜的厚度进行了表征,并建立了一个双层薄膜纵向组分分布模型;对材料的电学参数进行测量的结果显示,双层异质液相外延样品中长波层的载流子迁移率较之单层液相外延样品略高,原因可能是中波覆盖层对长波外延层起到了钝化作用.     

RF-PECVD法制备高Ge含量微晶Si-Ge薄膜及太阳电池

采用射频等离子体增强化学气相沉积 (RF-PECVD) 技术,研究了衬底温度对高Ge 含量(≈50%)微晶Si-Ge(μc-SiGe:H)薄膜结构特性 和电学特性的影响。结 果表明:较低的衬底温度会抑制 μc-SiGe:H薄膜(220)晶向的择优生长;而当衬底温度过高 时,μc-SiGe:H薄膜的O含量和微 结构因子较大。在衬底温度为200℃时,获得了光电特性和结构特性 较优的高Ge含 量μc-SiGe:H薄膜。将优化好的μc-SiGe:H薄膜应用到电池中,在本征层 为600nm的情况下, 获得了转换效率为3.31%(J_sc=22.5mA/cm²,V_oc=0.32V,FF=0.46)的单结μc-Si Ge:H电池,电池在1100nm处的光谱响应 达5.49%。     

溅射法制备高取向Pt薄膜的工艺研究

采用射频磁控溅射工艺在SiO2／Si衬底上成功制备了适用于pZT铁电薄膜底电极的180nm厚、沿(111)晶向强烈取向的Pt薄膜。厚约50nm的Ti膜被用作过渡层，以增强Pt薄膜与衬底之间的黏着性。实验表明，在Pt薄膜的制备过程中，较高的衬底温度有利于薄膜晶化，促使Pt薄膜沿(111)晶向择优取向生长。而在薄膜沉积后加入适当的热处理工艺，能有效地提高Pt薄膜的择优取向性，同样可以得到沿(111)晶向强烈取向的Pt薄膜。原子力显微镜分析表明，制得的薄膜结构相对致密，结晶状况良好，晶粒尺寸约为50nm。     

温度对飞秒激光沉积ZnO/Si薄膜的结构和性能的影响

通过飞秒脉冲激光(50 fs,800 nm,1 kHz,2 mJ)沉积技术在n型Si(100)单晶基片上制备了ZnO薄膜.详细研究了基片温度变化以及退火处理对ZnO薄膜的结构、表面形貌及光学性质的影响.X射线衍射(XRD)结果表明,不同温度下(20~350℃)生长的ZnO薄膜具有纤锌矿结构,并且呈c轴择优取向;当基片温度为80℃时,薄膜沿(002)晶面高度择优生长;当基片温度为500℃时薄膜沿(103)晶面择优生长,场发射扫描电子显微镜(FEEM)结果表明薄膜呈纳米晶结构,并观察到了ZnO的六方结构.进一步通过透射光谱的测量讨论了基片温度及退火处理对ZnO薄膜光学透射率的影响,结果表明退火后薄膜的透射率增大.     

用固相外延技术在硅单晶衬底上形成NiSi_2单晶薄膜的研究

利用固态相变原理,采用常规设备和真空保护气氛两步热处理方法,在硅单晶衬底上形成大面积连续、均匀的二硅化镍单晶薄膜.应用电子通道分析技术和电子衍射技术,研究二硅化镍单晶薄膜晶格完整性,指出上述形成NiSi_2的方法相对通常仅用真空或保护气氛热处理的方法而言,兼具高效率和高晶格完整性的优点.