原子层沉积超薄氮化铝薄膜的椭圆偏振光谱法表征

采用原子层沉积(ALD)工艺在硅衬底上生长了35 nm以下不同厚度的超薄氮化铝(AlN)晶态薄膜。利用椭圆偏振光谱法在波长275~900 nm内测量并拟合薄膜的厚度及折射率和消光系数等光学参数。利用原子力显微镜(AFM)表征AlN晶粒尺寸随生长循环次数的变化,计算得到薄膜表面粗糙度并用于辅助椭偏模型拟合。针对ALD工艺特点建立合适的椭偏模型,可获得AlN超薄膜的生长速率为0.0535 nm/cycle,AlN超薄膜的折射率随着生长循环次数的增加而增大,并逐渐趋于稳定,薄膜厚度为6.88 nm时,其折射率为1.6535,薄膜厚度为33.01 nm时,其折射率为1.8731。该模型为超薄介质薄膜提供了稳定、可靠的椭圆偏振光谱法表征。     

MoNb薄膜直流磁控溅射制备及性能研究

以Mo-10%Nb(10%为粒子数分数)合金为靶材,采用直流磁控溅射法在钠钙玻璃基板上制备了MoNb薄膜。采用台阶仪、四探针电阻仪和AFM分别测试了Mo Nb薄膜的厚度、方块电阻及表面形貌。研究了功率密度、工艺气压及衬底温度对MoNb薄膜性能及其生长特性的影响。实验结果表明:功率密度增加2倍时,MoNb薄膜的沉积速率提升1.8倍,而电阻率降低2.3倍;工艺气压增大4倍时,MoNb薄膜的沉积速率提升1.5倍,其电阻率增大13倍。同时发现:衬底温度增加了135℃时,MoNb薄膜的表面粗糙度增加0.567nm,颗粒大小增加3.36nm。     

脉冲激光沉积制备TiN/AlN多层薄膜及其工艺研究

本文采用脉冲激光沉积（PLD）法,在单晶硅试样表面上沉积制备了TiN/AlN多层硬质薄膜;研究了激光能量、靶衬距离和基体温度等工艺参数对薄膜性能的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和显微硬度仪方法研究了薄膜的性能。结果表明：薄膜由TiN和立方AlN细晶和无定型的非晶TiN、AlN组成,薄膜的调制周期尺寸均在λ=（50-200）nm范围内,多层结构界面清晰;当多层薄膜调制周期在100nm以下时,薄膜的显微硬度明显高于TiN和AlN的混合硬度值。     

氢化非晶硅薄膜的性能研究

本文研究了PECVD系统沉积薄膜及其特性．通过椭偏仪测出了薄膜的膜厚, 采用电子薄膜应力分布测试仪分析了薄膜应力,并运用四探针装置研究了电阻率、方阻、TCR及它们之间的相互关系。结果表明,所沉积的薄膜覆形特性好、沉积速度快, 沉积速率达到了31．89nm／min,另外,它还具有低应力、高TCR的特点;当薄膜电阻率处在一定的范围内时,通过数据分析,电阻率与TCR之间几乎成线性关系．     

生长温度对Ge2Sb2Te5薄膜的相变行为以及微观结构的影响

采用射频磁控溅射方法,分别在玻璃和具有本征氧化层的Si（100）基片上制备了Ge2Sb2Te5相变薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、紫外分光光度计等对薄膜进行了表征,研究了不同生长温度（室温～300℃）的Ge2Sb2Te5薄膜的表面形貌和结晶特性。分析结果表明：室温沉积的薄膜为非晶态;沉积温度为100℃～250℃时,薄膜转变为晶粒尺度约14nm的面心立方结构;300℃～350℃沉积的薄膜有少量的六方相出现。薄膜表面粗糙度随着沉积温度的升高逐渐递增,且薄膜的反射率变化与表面粗糙度有直接的关系。     

电子束沉积生长高迁移率IMO透明导电薄膜的研究

研究了利用电子束反应蒸发技术梯度速率生长高迁移率In2O3:Mo(IMO)薄膜的微观结构、光学和电学性能。高纯度In2O3:MoO3陶瓷靶和O2作为源材料。首先,利用低沉积速率(约0.01nm/s)生长一层厚度约为30nm的IMO薄膜,作为缓冲层,其次,提高生长速率至0.04nm/s,高速率生长IMO薄膜,薄膜厚度约50nm。典型薄膜电阻率ρ约为2.5×10-4Ωcm,方块电阻Rs约为22.5Ω,载流子浓度n～5.8×1020cm-3,电子迁移率μ约为47.1cm2V-1s-1,可见光和近红外区域平均透过率约为80%。获得的IMO薄膜光电性能和直接利用低速率生长的薄膜特性相当或更好,并且极大地降低了薄膜生长时间。     

p型微晶硅薄膜的沉积及其在微晶硅薄膜太阳电池中的应用

采用等离子体化学气相沉积（PECVD）方法制备了硼掺杂微晶硅薄膜和微晶硅薄膜太阳电池.研究了乙硼烷含量、p型膜厚度及沉积温度对硼掺杂薄膜生长特性和高沉积速率的电池性能的影响.通过对p型微晶硅薄膜沉积参数的优化,在本征层沉积速率为0.78nm/s的高沉积速率下,制备了效率为5.5%的单结微晶硅薄膜太阳电池.另外,对p型微晶硅薄膜的载流子疏输运机理进行了讨论.     

低温下磁控溅射AlN薄膜择优取向研究

研究了衬底温度从-20~20 ℃下射频磁控溅射AlN薄膜的择优取向程度。利用X线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和场发射电子显微镜（FESEM）对AlN薄膜的晶体结构、粗糙度及表面和断面形貌进行了分析。研究结果表明,当衬底温度低于0 ℃时,AlN薄膜中的（100）衍射峰消失,AlN薄膜以（002）面择优取向生长。当衬底温度降低时,AlN薄膜的晶粒大小和表面粗糙度减小。AlN薄膜在0 ℃下沉积具有最佳的择优取向程度和较低的表面粗糙度。     

沉积功率和退火工艺对PE-ALD氧化铝薄膜的影响

Al2O3薄膜常用于有机电子器件的稳定化封装.除了薄膜的水气渗透率特性,薄膜的表面粗糙度、润湿性和折射率等性能也会影响薄膜的最终封装效果.采用自制等离子增强原子层沉积(PE-ALD)系统在低温下成功制备了Al2O3薄膜,研究了沉积功率和退火参数对Al2O3薄膜微观形貌和性能的影响.结果表明,Al2O3薄膜的生长速率和折射率随沉积功率的增加分别呈现先增加后下降和不断增加的趋势,当沉积功率为1 800 W时,薄膜的线性生长速率达到0.27 nm/cycle,远高于传统热原子层沉积技术的沉积速率.退火处理不会改变Al2O3薄膜晶态,但改善了薄膜的表面粗糙度,降低了接触角和有机基团红外强度.得到了最佳的PE-ALD薄膜制备工艺条件,实现了对有机发光二极管器件的有效封装.     

MOCVD生长不同Al组分AlGaN薄膜

本文研究了利用金属有机物化学汽相淀积系统（MOCVD）生长高质量不同Al组分AlxGa1-xN薄膜（0．13〈x〈0．8）。扫面电子显微镜（SEM）照片表明生长的AlN插入层有效地调节了AlGaN层与GaN支撑层的应力，使AlGaN表面平整无裂纹，原子力显微镜（AFM）测量得到所有AlGaN薄膜粗糙度均小于1nm。通过原位干涉谱发现，AlGaN薄膜生长速率主要由Ga流量大小控制，随Al组分升高逐渐降低。利用X射线衍射和卢瑟福背散射（RBS）两种方法确定AlGaN薄膜的Al组分，发现Al组分与摩尔比TMAl／（TMGa＋TMAl）关系为线性，说明在优化的生长条件下，Al原子与NH3的寄生反应得到了有效的抑制。     

电子束蒸发沉积ZAO薄膜正交试验

采用电子束真空蒸发沉积薄膜的方法(EBED)制备了ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜.用正交试验法设计试验,并分析了制备ZAO薄膜的主要影响因素(沉积厚度、沉积速率、基片温度)对薄膜性能(透射率、电阻率)的作用.试验结果表明:采用EBED法沉积制备ZAO薄膜时,沉积速率控制为1nm/s、沉积厚度为800nm、基片温度为2 50℃,镀膜系统工作稳定,沉积薄膜的性能较好.     

电子束蒸发沉积TiN薄膜的电学特性研究

采用TCP(Transverse coupled plasma)等离子体辅助电子枪蒸镀技术,在玻璃衬底上制备了TiN薄膜。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究了不同工艺条件对薄膜晶体结构和表面形貌的影响;用四探针法测量薄膜的电阻率变化。结果表明,所制备的TiN薄膜在(111)晶面有择优取向。与金属薄膜类似,TiN薄膜的平均表面粗糙度与电阻率之间存在近似线性关系,并且电阻率随残余应力增大而增大。     

射频磁控溅射沉积AZO透明导电膜研究

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了AZO透明导电薄膜,应用灰关联-田口实验法设计了L9(34)混合直交表,研究了制程工艺对薄膜沉积速率、电阻率、光穿透率、结晶性的影响。结果表明沉积薄膜的最佳制程参数为射频功率120 W、溅射压强2 Pa、靶材-基板距离8.5 cm、薄膜沉积时间90 min;实验显示最佳制程参数下所得透明导电薄膜沉积速率为8.04 nm/min,电阻率为2.6×10–3.cm,可见光穿透率维持在84%左右。     

RF偏置功率对磁控溅射AlN薄膜性能的影响北大核心

采用射频（RF）反应磁控溅射法,以氩气和氮气为反应气体,在不同的RF偏置功率下,在Si（100）和Si（111）衬底上制备了具有六方纤锌矿结构的AlN薄膜。使用扫描电子显微镜（SEM）表征了薄膜的截面形貌和厚度;利用原子力显微镜（AFM）和X射线衍射仪（XRD）研究了RF偏置功率对Si（111）和Si（100）衬底上沉积的AlN薄膜微观结构和表面粗糙度的影响。结果表明,在RF偏置功率为5~15 W时,两种衬底均可生长（002）择优取向AlN薄膜。RF偏置功率为20 W时,AlN薄膜（002）择优取向变弱,薄膜质量变差。当RF偏置功率为10 W时,Si（111）和Si（100）两种衬底沉积的AlN薄膜的半高宽（FWHM）值和表面均方根粗糙度均最小,其表面均方根粗糙度的最小值分别为2.427和2.836 nm。     

ASM宣布推出高速ALD制程

ASM International N．V．宣布其已成功开发一项高速原子层沉积制程,能够为45nm高一K栅极制程提升一倍氧化铪（HfO2）薄膜的产量,进而延伸其於关键原子层沉积（ALD）市场的领导地位。新的高速ALD制程是专门设计在ASM的Pulsar制程模组上运作,并可使用既有的反应炉设备设计,并透过专利的制程最适化技术达成产能的提升。新的制程已经在多间客户工厂的制造环境当中实地运作,并且在不对薄膜和装置效能产生负面冲击的前提下,提升超过一倍的沉积率。     

Si(100)上生长的CoSi_2薄膜的STM研究

在大气中用STM研究了固相反应生长的CoSi2薄膜表面．在Si（100）晶片上用离子束溅射淀积Co／Ti双层膜，经退火处理完成三元固相反应，生成TiN／CoSi2／Si膜，然后经H2SO4和H2O2溶液腐蚀去除TiN膜层得到均匀平整的厚度约为100nm的CoSi2薄膜．AES，XRD等分析表明所得CoSi2膜层是Si（100）衬底的外延生长膜．STM测量结果显示CoSi2薄膜表面结构致密平整，主要由交替出现的平台和台阶结构组成．平台的平均宽度为9nm，台阶高度为2个原子层厚度，分析表明这是由于Si衬底的晶面切割偏离（100）面引起的．平台表面呈平行台阶方向的相距约1．1nm的条状结构．     

衬底温度对微晶硅薄膜沉积与结构特征的影响

采用甚高频等离子体化学气相沉积(VHF-PECVD)技术在不同衬底温度条件下沉积了氢化微晶硅(μc—Si：H)薄膜,并通过光发射谱(OES)测量技术对沉积过程中硅烷(SiH4)等离子体进行了原位监测。结合对样品的沉积速率测量与结构表征,研究了衬底温度对薄膜沉积过程与结构特征的影响。实验结果表明：随着衬底温度的增加,μc—Si：H薄膜结晶体积分数与晶粒的平均尺寸单调增大,而沉积速率则呈现出先增后减的变化。对于当前的沉积系统,优化生长的衬底温度约为210℃,相应的μc-Si：H薄膜沉积速率为0．8nm／s,结晶体积分数与晶粒平均尺寸分别为60％和9nm。     

PEALD沉积温度对AlN的结构和表面特性的影响

研究通过等离子增强原子层沉积(PEALD)在不同沉积温度下生长的AlN温度对其特性的影响。前驱体是NH3和TMA,在300℃、350℃和370℃沉积温度下分别沉积了200、500、800、1 000、1 500周期的AlN层,并讨论了AlN薄膜的生长速率、结晶化和表面粗糙度。结果表明,在300~370℃范围内,随着温度的上升薄膜的沉积速率和结晶化增加,而薄膜表面粗糙度减小。     

渠道火花烧蚀法制备In2O3∶Mo透明导电薄膜

采用渠道火花烧蚀技术在普通玻璃基板上制备了掺钼氧化铟In₂O₃∶Mo透明导电薄膜，研究了烧蚀时氧气压强对薄膜光电性能的影响. 在基板温度Ts=350℃时，薄膜的电阻率和载流子浓度随氧气压强增大分别呈凹形和凸形的变化趋势. 薄膜电阻率最小值是4.8e-4Ω·cm，载流子浓度为7.1e20cm^-3. 载流子迁移率最高可达49.6cm²/ (V·s) . 可见光区域平均透射率大于87%以上，由紫外光电子谱分析得到薄膜的表面功函数为4.6eV. X射线衍射分析表明，薄膜结晶性良好并在（222）晶面择优取向生长. 原子力显微镜观察薄膜样品表面得到方均根粗糙度为0.72nm,平均粗糙度为0.44nm，峰谷最大差值为15.4nm.     

制备工艺对ITO薄膜的电阻率及沉积速率的影响

采用射频磁控溅射法制备了氧化铟锡[ITO,In2O3:SnO2=90:10(质量比)]薄膜,详细探讨了溅射气氛氧氩体积比、溅射功率及溅射气压对ITO薄膜电阻率和沉积速率的影响。结果表明:溅射工艺参数对ITO薄膜电阻率和沉积速率的影响十分明显。随着氧氩体积比的增大,样品的电阻率显著增大,沉积速率下降;随着溅射功率的增加,ITO薄膜的电阻率先减小后略微增大,沉积速率上升;随着溅射气压升高,ITO薄膜的电阻率先减小后增大,当溅射气压增大到较大值时,ITO薄膜的电阻率又开始减小,而沉积速率则先上升后下降。