V_2O_5/V/V_2O_5薄膜退火条件对其的制备及特性的影响

利用间歇通O2的方式,采用射频磁控溅射法在Si3N4衬底上制备V2O5/V/V2O5复合薄膜,研究了不同原位退火条件对薄膜阻值及电阻温度系数(TCR)的影响。结果表明,经过退火处理后的V2O5/V/V2O5复合薄膜方阻值大大降低,电阻-温度曲线呈现良好的线性特性,并具有高TCR值及优良的电学稳定性。利用X射线光电子能谱(XPS)对退火后的V2O5/V/V2O5复合薄膜表面进行V、O元素分析,结果表明,V2O5/V/V2O5复合薄膜各层间的扩散效果显著影响薄膜表面不同价态V离子的含量,低价V离子会随着退火温度的升高及退火时间的延长而增多,薄膜表面对水分子的吸附也随之变强。在实验结果的基础上,利用扩散理论阐述了退火条件对V2O5/V/V2O5复合薄膜电学性能影响的机理。     

Au/CdTe+ZnS/HgCdTe双层介质膜MIS器件的制备及研究

通过介质膜ZnS、CdTe薄膜材料的Ar+束溅射沉积研究,结合HgCdTe器件工艺,成功制备了以ZnS、CdTe双层介质膜为绝缘层的HgCdTeMIS器件;通过对器件的C-V特性实验分析,获得了CdTe/HgCdTe界面电学特性参数.实验表明溅射沉积介质膜CdTe+ZnS对HgCdTe的表面钝化已经可以满足HgCdTe红外焦平面器件表面钝化的各项要求.     

退火温度对ZnS/PS薄膜的晶体结构和光电性质的影响

用脉冲激光沉积法(PLD)在多孔硅(PS)衬底上生长ZnS薄膜,分别在300℃、400℃和500℃下真空退火。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了退火对ZnS薄膜的晶体结构和表面形貌的影响,并测量了ZnS/PS复合体系的光致发光(PL)谱和异质结的I-V特性曲线。研究表明,ZnS薄膜仅在28.5°附近存在着(111)方向的高度取向生长,由此判断薄膜是单晶立方结构的-βZnS。随着退火温度的升高,-βZnS的(111)衍射峰强度逐渐增大,且ZnS薄膜表面变得更加均匀致密,说明高温退火可以有效地促进晶粒的结合并改善结晶质量。ZnS/PS复合体系的PL谱中,随着退火温度升高,ZnS薄膜的自激活发光强度增大,而PS的发光强度减小,说明退火处理更有利于ZnS薄膜的发光。根据三基色叠加的原理,ZnS的蓝、绿光与PS的红光相叠加,ZnS/PS体系可以发射出较强的白光。但过高的退火温度会影响整个ZnS/PS体系的白光发射。ZnS/PS异质结的I-V特性曲线呈现出整流特性,且随着退火温度的升高其正向电流增加。     

铬硅薄膜电阻的退火工艺条件研究

分析了CrSi薄膜电阻阻值的变化机理,并以此作为理论指导,开展退火工艺条件对铬硅薄膜电阻稳定性影响的实验,得到优化的退火工艺条件,可以使铬硅薄膜电阻的温度系数减小到±0.0001℃左右,大大提高了铬硅薄膜电阻的稳定性。     

Au／CdTe＋ZnS／HgCdTe双层介质膜MIS器件的制备及研究

通过介质膜ZnS、CdTe薄膜材料的Ar^ 束溅射沉积研究,结合HgCdTe器件工艺,成功制备了以ZnS、CdTe双层介质膜为绝缘层的HgCdTe MIS器件;通过对器件的C－V特性实验分析,获得了CdTe/HgCdTe界面电学特性参数。实验表明：溅射沉积介质膜CdTe ZnS对HgCdTe的表面钝化已经可以满足HgCdTe红外焦麦面器件表面钝化的各项要求。     

多孔硅的孔隙对硫化锌/多孔硅光电性质的影响

为了研究衬底多孔硅(PS)的孔隙对硫化锌/多孔硅(ZnS/PS)复合体系的光学性能和电学性质的影响,采用脉冲激光沉积方法在不同孔隙度的PS衬底上沉积了硫化锌薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计和Ⅰ-Ⅴ特性曲线分别研究了PS衬底上ZnS薄膜的晶体结构、表面形貌和ZnS/PS复合体系的光学和电学性质。结果表明,沉积的ZnS薄膜呈立方相晶体结构,沿β-ZnS(111)晶向择优取向生长。随着衬底PS孔隙的增多,ZnS薄膜衍射峰的强度减小,且薄膜表面出现一些空洞和裂缝;在ZnS/PS复合体系的光致发光谱中,PS的发光相对于未沉积ZnS薄膜的PS有所蓝移,随着PS孔隙的增多,该蓝移量增大,而且在光谱中间550nm左右出现了一个新的绿光发射,归因于ZnS的缺陷中心发光。ZnS的蓝、绿光与PS的红光相叠加,整个ZnS/PS复合体系呈现出较强的白光发射。ZnS/PS异质结的Ⅰ-Ⅴ特性曲线呈现出与普通二极管相似的整流特性,在正向偏置下,电流密度较大,电压降较低;在反向偏置下,电流密度接近于0。随着衬底PS孔隙的增多,正向电流增大。该项研究结果为固态白光发射器件的实现奠定了基础。     

溶液法制备IGZO/IZO薄膜的电学特性研究

基于溶液旋涂法、高压退火工艺,制备了非晶铟镓锌氧化物(IGZO)薄膜、铟锌氧化物(IZO)薄膜和双层IGZO/IZO薄膜,研究了这些薄膜的电学特性。结果表明,在相同制作工艺下,IGZO单层薄膜的电流随外加恒流源时间的偏移不明显,而双层IGZO/IZO薄膜的电流随外加恒流源时间的偏移较大。退火温度在240 ℃～300 ℃范围内,电流的偏移量随温度升高而减小,回滞幅度也减小。薄膜的界面态对薄膜器件的I-V特性有较大影响,升高退火温度可改善IGZO/IZO双层薄膜界面特性。     

室温下nc-Si/SiO2多层膜结构中的共振隧穿现象

采用等离子体淀积和原位氧化技术,并结合后续的热退火处理制备了nc-Si/SiO2 多层膜结构。通过电流电压特性对室温下器件中的载流子输运过程进行了表征。在正向和反向偏压下的电流电压特性曲线中都表现出了由于共振隧穿引起的负微分电导。共振隧穿产生的峰值电流对应的电压值与器件结构中的势垒层厚度相关,势垒层越厚,发生隧穿的峰值电压越高。文中通过器件的能带结构简图和等效电路图对正向、反向偏压下的共振隧穿峰值电压差异进行了细致的分析。     

快速退火温度对Ag/SrTiO_3/p~+-Si器件阻变特性的影响

采用溶胶-凝胶结合快速退火工艺在p~+-Si基片上制备了Sr Ti O_3薄膜,构建了Ag/Sr Ti O_3/p~+-Si结构的阻变器件,研究了退火温度对薄膜微观结构、阻变特性的影响。结果表明:不同退火温度下薄膜均呈结晶态,并且随退火温度升高,薄膜晶粒有增大的趋势,当退火温度为750℃时,薄膜的衍射峰不明显并且有杂峰出现。不同退火温度下Ag/Sr Ti O_3/p~+-Si器件都具有明显的双极性阻变特性,但退火温度为850℃与900℃的器件在扫描电压达到某一值时电流会出现一个极小值;经850℃退火处理的器件具有更高的高低电阻比(103～104)。当退火温度为800℃及更高时,器件在高阻态下的导电机制以肖特基势垒发射机制为主;低阻态的电荷传导机制则遵循空间电荷限制电流机制(SCLC)。器件在200次可逆循环测试下,退火温度为850℃时表现出较好的抗疲劳特性。     

氧化物烧结体的负阻特性及其应用

<正> 一、引言 在一定条件下某些半导体器件会出现电压增加电流反而减小或电压减小电流增加的现象(见图1),器件呈现微分负电阻,这就是负阻效应(Negtive ResistanceEffect)。负阻元件的电流-电压特性曲线呈S型的,其电压随着电流增加而降低,称为电流控制型负阻特性或称S型负阻     

低能Ar+刻蚀时间对抛光单晶LiNbO3薄膜忆阻器的影响

调节低能Ar+刻蚀对单晶LiNbO3(LN)的刻蚀时间,制备了不同LN厚度的单晶薄膜忆阻器。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和电子顺磁共振(EPR)对器件的微观形貌与表面氧空位进行了表征。通过电流-电压曲线(IV曲线)、数据保持特性(Retention)和抗疲劳特性(Endurance)的测试,探究了刻蚀时长对器件电学行为的影响。结果表明,随刻蚀时间增加,器件表面光滑均匀,氧空位浓度增加,电形成电压显著降低。同时,尽管LN薄膜厚度减小后,器件的开关比(On/Off)略有降低,但其具有更好的数据保持特性。该方法适用于对由离子注入剥离法制备的单晶薄膜进行改性,以调控其阻变特性,使之可在高密度存储、神经形态计算等领域得到应用。     

紫外激光改性氧化钒薄膜

氧化钒薄膜制备后需要进行退火处理以降低非晶态氧化钒薄膜的方阻大小并改善薄膜结晶特性。传统退火方式时间较长且退火过程会导致器件性能降低。本文主要利用激光精确控制的特点处理氧化钒薄膜,通过平顶光路系统改变激光功率、高斯光斑形貌以及光斑的重叠率对氧化钒薄膜进行退火处理,主要研究了激光能量密度以及光斑重叠率对氧化钒薄膜的方阻,表面粗糙度以及结晶度的影响。实验结果表明激光功率为0.7 W,光斑重叠率为93.33%,光斑能量密度为62.2 mJ/cm2时,退火氧化钒薄膜的方阻值明显降低,薄膜表面光滑且氧化钒结晶度较好。     

MgO缓冲层对Si衬底上制备Fe3Si薄膜性能的影响

采用磁控溅射方法和热加工工艺在n型Si衬底上溅射不同厚度的MgO层并制备Fe-Si薄膜层,退火后形成Fe3Si/MgO/Si多层膜结构.利用MgO缓冲层对退火时Si衬底扩散原子进行屏蔽,并分析MgO层对Fe3Si薄膜结构和电学性质的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪对Fe3Si薄膜的晶体结构、表面形貌、断面形貌和电阻率进行表征与分析.研究结果表明:当MgO层厚度为20 nm时生成Fe0.9Si0.1薄膜,当厚度为50,100,150和200 nm时都生成了Fe3Si薄膜,生成的Fe3Si和Fe0.9Si0.1薄膜以(110)和(211)取向为主.随MgO缓冲层厚度增加,Si衬底扩散原子对Fe3Si薄膜的影响减小,Fe3 Si薄膜的晶格常数逐渐减小,晶粒大小趋向均匀,平均电阻率呈现先增大后减小趋势.研究结果为后续基于Fe3 Si薄膜的器件设计与制备提供了参考.     

用ZnS薄膜作为空穴缓冲层的高效率有机发光二极管

用磁控溅射方法制备的ZnS薄膜作为有机发光器件(OLEDs)的空穴缓冲层,使典型结构的 OLEDs(ITO/TPD/Alq/LiF/Al) 的发光性能得到改善.ZnS 缓冲层厚度对器件性能影响的实验结果表明,当ZnS缓冲层厚度为 5 nm 时,器件的亮度增加了2倍多;当ZnS缓冲层厚度为5、10 nm时,器件的发光电流效率增加40%.研究结果表明 ZnS 薄膜是一种好的缓冲层材料,它能够提高器件的发光效率,改善器件的稳定性.     

CrSi薄膜电阻退火条件的优化

针对CrSi薄膜电阻稳定性,对CrSi薄膜电阻阻值变化的机理进行分析;通过开展退火条件对CrSi薄膜电阻稳定性的影响实验,获得优化的退火条件,将CrSi薄膜电阻的温度系数从原来的100 ppm降到20～50 ppm,大大提高了电阻网络的稳定性.     

N_2和NH_3退火对铪铝氧栅介质C-V特性的影响

采用原子层淀积(ALD)的方法在Si(100)衬底上制备了铪铝氧(HfAlO)高介电常数介质,并研究了N2和NH3退火对于介质薄膜的影响。改变原子层淀积的工艺,制备了三组含有不同Al∶Hf原子比的铪铝氧(HfAlO)高介电常数介质。电容电压特性(C-V)测试表明,薄膜的积累电容密度随着薄膜中Al∶Hf原子比的减少而增加。实验表明,用N2和NH3对样品进行淀积后退火,可以减小等效电容厚度(CET)、降低固定正电荷密度以及减小滞回电压,从而有效地提高了介质薄膜的电学特性。     

溅射时间对氧化钒薄膜性能的影响

采用直流磁控溅射法在普通玻璃上制备了氧化钒薄膜,并对薄膜采取了450 ℃真空退火处理,分别测量了退火前后薄膜XRD图谱及电阻,比较了不同溅射时间（120 min、100 min、60 min）对薄膜性能的影响。结果表明,溅射时间增长,薄膜的结晶度也增强,经过退火处理,薄膜的电阻明显减小,且溅射时间越长,薄膜的阻值越小,3块薄膜的电阻分别达到16.0 MΩ、65.0 MΩ、71.5 MΩ,其随温度变化的幅度也越小。     

退火对Mn-Co-Ni-O薄膜器件性能的影响

采用磁控溅射法制备了厚度为6.5μm的Mn_(1.95)Co_(0.77)Ni_(0.28)O_4组分的薄膜材料,把材料分别在400℃,500℃,600℃,700℃,800℃下进行后退火处理.结果表明,室温下的负电阻温度系数α295值随退火温度增加先增大后减小,而电阻率ρ_(295)则是随退火温度增加逐渐减小的;在相同频率下,500℃退火样品的归一化噪声谱密度(S_V·V_R/V~2)最小,700℃退火样品的归一化噪声谱密度最大.退火温度越高会造成越多的晶体缺陷,从而降低有效导热系数、增大时间常数τ和器件噪声.     

原位退火对磁控溅射制备的ZnS薄膜微结构和发光性能的影响

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了系列ZnS薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计研究了Ar气氛中300～500℃原位退火对薄膜微结构和发光性能的影响.结果表明,退火温度对ZnS薄膜的结晶性能和晶粒大小的影响不大,但会显著影响其发光特性.低温退火处理的薄膜的PL谱具有多个发光峰,...     

Ta2O5高k介电薄膜的制备及其电学性质的研究

用射频磁控溅射法制备了Ta2O5高介电薄膜,并对其进行了退火处理。用C-V,(G/ω)-V和I-V方法研究了Al/Ta2O5/p-Si结构的电学特性,观测到了C-V和(G/ω)-V的频散效应。认为串联电阻、Si/Ta2O5界面的界面态密度、边缘俘获是频散效应的主要原因,提取了界面态密度和边缘俘获电荷的大小。同时也研究了不同的退火温度对这些参数以及漏电流的影响,经600℃退火后,样品的电容最大,俘获电荷密度和漏电流最小,器件的电学性能最佳。