MWECR CVD系统中磁场梯度对a-Si∶H薄膜沉积速率的影响

为了定量地得到磁场梯度对a-Si∶H薄膜沉积速率的影响,对单磁场线圈分散场MWECR CVD系统等离子体室和沉积室中用三种方法得到的磁场形貌进行了研究.通过洛伦兹拟合的方法定量地得到了这些磁场形貌的磁场梯度.结果表明,样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为137.7A时其衬底附近磁场梯度值最大,样品台下面无钐钴永磁时,磁场线圈电流分别为137.7A和115.2A的磁场梯度值依次为次之和最小.制备a-Si∶H薄膜时,在衬底附近具有高的磁场梯度值可以得到高的沉积速率.通过红外吸收谱技术分析,虽然样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为137.7A下能得到最大的沉积速率,但是沿样品台半径方向沉积速率呈现很明显的不均匀分布.     

MWECR CVD系统中磁场梯度对a-Si∶H薄膜沉积速率的影响

为了定量地得到磁场梯度对a-Si∶H薄膜沉积速率的影响,对单磁场线圈分散场MWECR CVD系统等离子体室和沉积室中用三种方法得到的磁场形貌进行了研究.通过洛伦兹拟合的方法定量地得到了这些磁场形貌的磁场梯度.结果表明,样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为137.7A时其衬底附近磁场梯度值最大,样品台下面无钐钴永磁时,磁场线圈电流分别为137.7A和115.2A的磁场梯度值依次为次之和最小.制备a-Si∶H薄膜时,在衬底附近具有高的磁场梯度值可以得到高的沉积速率.通过红外吸收谱技术分析,虽然样品台下面放置钐钴永磁体并使磁场线圈电流为137.7A下能得到最大的沉积速率,但是沿样品台半径方向沉积速率呈现很明显的不均匀分布.     

新型等离子束源CVD制备a-Si:H薄膜特性的研究

采用等离子束源化学气相沉积(CVD)设备制备氢化非晶硅薄膜。使用台阶仪、UV-Vis-NIR分光光度计、X线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等手段表征样品。分析了该设备沉积的薄膜均匀度,并比较了本设备与普通电子束蒸发设备制备的薄膜表面形貌。实验结果表明,当设备功率为300 W,硅烷/氢气流量比为15∶10,设备腔室气压为7×10-5 MPa,上、下线圈电流比为6∶2时,薄膜沉积速率最大。     

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。     

Si基GaN薄膜的制备方法及结构表征

分别采用射频磁控溅射、热壁化学气相沉积(CVD)、电泳沉积法制备GaN薄膜。利用扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪对样品进行结构、形貌和发光特性的分析比较。射频磁控溅射方法中,把SiC中间层沉淀到Si衬底上,目的是为了缓冲由GaN外延层和Si衬底的晶格失配造成的应力。结果证实了SiC中间层提高了GaN薄膜的质量。热壁化学气相沉积法制备GaN晶体膜时,选择H2作反应气体兼载体,有利于GaN膜的形成。电泳沉积法显示所得样品为六方纤锌矿结构的GaN多晶薄膜。结果表明:溅射法制备的GaN薄膜结晶效果好;CVD法制备时GaN薄膜应用范围广;电泳沉积法操作方便、简单易行。     

持效疏水二氧化硅增透膜的制备和研究

为了制备结晶质量好的Cu掺杂ZnO薄膜,研究其结构和光学性质,采用脉冲激光沉积方法,在Si衬底上选择不同的衬底温度来制备薄膜.实验成功制得了结晶质量较好的Cu掺杂ZnO薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对样品进行了测量和分析.所制备的样品均表现出高度的c轴择优取向,衬底温度为300℃时,薄膜表面形貌均匀致密;在样品的光致发光谱中,发现样品除了在380nm附近出现紫外发光峰外,在460nm附近出现了蓝光发光峰,真正意义上实现了ZnO薄膜的蓝光发射.结果表明,衬底温度对其晶体质量有较大影响.     

Cu掺杂ZnO薄膜光学性质的研究

为了制备结晶质量好的Cu掺杂ZnO薄膜,研究其结构和光学性质,采用脉冲激光沉积方法,在Si衬底上选择不同的衬底温度来制备薄膜。实验成功制得了结晶质量较好的Cu掺杂ZnO薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对样品进行了测量和分析。所制备的样品均表现出高度的c轴择优取向,衬底温度为300℃时,薄膜表面形貌均匀致密;在样品的光致发光谱中,发现样品除了在380nm附近出现紫外发光峰外,在460nm附近出现了蓝光发光峰,真正意义上实现了ZnO薄膜的蓝光发射。结果表明,衬底温度对其晶体质量有较大影响。     

非晶硅薄膜的LF-PECVD制备及椭偏表征

以SiH4为先驱气体,采用低频等离子体增强化学气相沉积（LF-PECVD）方法在Si衬底上制备了氢化非晶硅（a-Si∶H）薄膜。在薄膜沉积过程中,工艺参数将会影响非晶硅薄膜的沉积速率和光学性能。通过反射式椭圆偏振光谱仪（SE）研究了SiH4气体流量、工作压强和衬底温度等条件对氢化非晶硅沉积速率和光学性质的影响。实验结果表明,氢化非晶硅沉积速率随着SiH4流量、工作压强和衬底温度的改变而规律地变化。相比于SiH4流量和工作压强,衬底温度对折射率、吸收系数和折射率的影响更大。各工艺条件下所制备的非晶硅薄膜光学禁带宽度在1.61～1.77eV。     

高速沉积氮化硅薄膜对其化学键及性能的影响

采用等离子增强型化学气相沉积法(RF-PECVD),源气体为NH3/SiH4/N2的混合气体,在330℃的温度下沉积a-SiNx∶H薄膜。研究表明在反应气体流量一定的情况下,反应腔气压对薄膜沉积速率影响最大。采用Fourier红外吸收光谱技术分析a-SiNx∶H薄膜中化学键结构,随着沉积速率的提高,薄膜的化学键结构发生变化,N—H键含量和氮含量增大,Si—H键含量和氢含量降低。薄膜沉积速率是影响薄膜物理和光学性质的重要工艺参数。禁带宽度(E04)主要受薄膜中氮原子含量的调制,随着沉积速率增大,氮原子含量增大。另外,介电常数和折射系数则随之增大。最后得到满足薄膜晶体管性能要求的最佳工艺参数。     

沉积条件对氢化锂薄膜形貌和沉积速率的影响

为了研究沉积条件对氢化锂薄膜沉积速率和表面形貌的影响,采用脉冲激光沉积方法在Si(100)基片上沉积了氢化锂薄膜.通过改变靶基距和氢压等手段来控制薄膜的沉积速率,得到了氢压与沉积速率和薄膜表面质量的关系.结果表明,随着氢压和靶基距的增加,氢化锂薄膜的沉积速率逐渐下降;适当增加氢压可以降低氢化锂薄膜的表面粗糙度.从薄膜生...     

负偏压对磁控溅射Mg_2Si薄膜的影响

采用直流磁控溅射加负偏压方法和退火工艺制备了Mg_2Si半导体薄膜,研究了不同负偏压对Mg膜的沉积速率、Mg_2Si薄膜结构以及电阻率的影响。结果表明,随着负偏压的增大,因压实膜层和二次溅射效应,Mg膜的沉积速率越来越小;在未加负偏压时,Mg_2Si薄膜的衍射峰最强、样品表面平整致密,当衬底加上负偏压后,Mg_2Si衍射峰都有所减弱,样品表面变得凹凸不平;当负偏压达到–150 V时,表面已呈现明显的熔融状态,表明负偏压对Mg_2Si薄膜的晶体结构没有有益影响。Mg_2Si薄膜的电阻率随着所加负偏压的增大先减小后增大,并在–90 V时达到最小值。     

PECVD法制备的ZnO薄膜结晶性能的影响

报道了在等离子体作用下,以CO2/H2为氧源,Zn(C2H5)2为锌源,N2为载气,在Si(111)衬底上采用自行设计等离子体化学气相沉积(PECVD)装置来生长的ZnO薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电镜分别对不同衬底温度生长的薄膜样品进行了组成、表面和横截面的形貌表征,并且测试了薄膜的PL谱。研究结果表明,衬底温度直接影响薄膜的结晶质量。随衬底温度的升高,ZnO薄膜的结晶取向性开始增强,晶粒尺寸增大。在衬底温度约为450℃时,生长的ZnO薄膜有很强的择优取向性。     

纳米6H-SiC薄膜的等离子体化学气相沉积及其紫外发光

采用螺旋波等离子体化学气相沉积技术在Si(100)衬底上制备了具有纳米结构的碳化硅(SiC)薄膜.通过X射线衍射、傅里叶红外吸收和扫描电子显微镜等技术对所制备薄膜的结构、形貌以及键合特性进行了分析,利用光致发光技术研究了样品的发光特性.分析表明,在500℃的衬底温度和高氢气稀释条件下,所制备的纳米SiC薄膜红外吸收谱主要表现为SiC TO声子吸收,X射线衍射显示所制备的纳米SiC薄膜为6H结构.采用氙灯作为激发光源,不同氢气流量下所制备的样品在室温下呈现出峰值波长可变的紫外发光.     

热丝CVD法沉积超薄α-Si∶H钝化膜

采用热丝化学气相沉积法在n型直拉单晶硅圆片表面双面沉积厚度为10 nm的本征非晶硅(α-Si∶H)薄膜.利用光谱型椭偏测试仪和准稳态光电导法研究热丝电流、H2体积流量和热丝与衬底之间的距离对α-Si∶H薄膜结构和钝化效果的影响.结果表明,热丝电流为21.5～23.5 A时,钝化后硅片的少子寿命随着热丝电流的增加呈现先增加后降低的趋势,热丝电流为23.0A时,钝化效果最好;H2体积流量为5～ 20 cm3/min时,少子寿命随着H2体积流量的增加呈现先增加后降低的规律,体积流量为15 cm3/min时,钝化效果最好;热丝与衬底间距为4～5 cm时,随着间距的增加,薄膜的结构由晶化向非晶化转变,在间距为4.5 cm时硅片的钝化效果达到最优.     

PECVD技术在微结构表面沉积薄膜的复形性北大核心CSCD

采用光刻技术、刻蚀技术和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在线阵掩模微结构表面沉积了SiO2和Si3N4薄膜,研究了线阵掩模的宽度和厚度,以及薄膜的厚度和沉积速率对SiO2和Si3N4薄膜复形性的影响,制备得到了具有良好微结构形貌的微结构滤光片阵列。结果表明,薄膜沉积速率越大,薄膜的复形性越好;掩模厚度和薄膜沉积厚度的增加会导致薄膜的复形性变差;SiO2薄膜的复形性优于Si3N4薄膜的。     

铁磁/半导体异质结材料MnSb/Si的物理气相沉积生长

采用一种新的生长铁磁/半导体异质结材料的方法--物理气相沉积方法生长了一种铁磁/半导体异质结材料MnSb/Si.对所获得的样品进行特征X射线能谱分析表明Mn和Sb在Si衬底上的沉积速率相近,它们的原子百分数之比接近1∶1.X射线衍射分析发现薄膜中形成了MnSb相,样品在室温下测出磁滞回线也从侧面验证了存在MnSb相.用原子力显微镜对样品的表面进行观察,发现MnSb呈有规则形状的小晶粒状,晶粒大小比较均匀,尺寸大多数在500nm左右.     

硫化锌薄膜的原子层沉积生长及表征

为满足硫化锌(ZnS)薄膜在光学薄膜领域进一步应用的要求,基于原子层沉积(Atomic Layer Deposition, ALD)技术在130℃温度下以二乙基锌(DEZ)和硫化氢(H2S)为反应源,在砷化镓(GaAs)衬底表面沉积了ZnS薄膜。用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)分析了样品的表面形貌和膜界面特性,用X射线衍射仪(X-ray Diffraction, XRD)分析了薄膜的结构特性,并通过X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)分析了薄膜的化学成分。研究了厚度对薄膜结构和形貌的影响。结果表明,得到的ZnS薄膜为多晶结构,薄膜的厚度随循环数线性增加,速率为1.45 ?/cycle。对在75℃温度下烘烤48 h后的薄膜进行了XPS分析,得出的Zn/S比为1.07:1,表明烘烤除去了薄膜中残存的H2S。以较短生长时间得到的较薄的薄膜具有更好的表面平整度和更致密的结构。     

铁磁/半导体异质结材料MnSb/Si的物理气相沉积生长

采用一种新的生长铁磁/半导体异质结材料的方法——物理气相沉积方法生长了一种铁磁/半导体异质结材料Mn Sb/Si.对所获得的样品进行特征X射线能谱分析表明Mn和Sb在Si衬底上的沉积速率相近,它们的原子百分数之比接近1∶1.X射线衍射分析发现薄膜中形成了Mn Sb相,样品在室温下测出磁滞回线也从侧面验证了存在Mn Sb相.用原子力显微镜对样品的表面进行观察,发现Mn Sb呈有规则形状的小晶粒状,晶粒大小比较均匀,尺寸大多数在5 0 0 nm左右.     

衬底温度对不锈钢衬底上制备a-Si∶H薄膜特性的影响

非晶硅薄膜太阳电池因为光致衰退效应而影响了其使用和推广的范围,而通过甚高频等离子体化学气相沉积(VHF-PECVD)法制备的氢化非晶硅薄膜(a-Si∶H)可以在一定程度上改善光致衰退(SW)效应对电池效率的影响。不锈钢衬底具有可卷曲、耐高温、延展性好等优点。本文重点讨论了在不锈钢衬底上的非晶硅薄膜的生长速率、表面形貌、结构成分、光学带隙及光敏性等方面的影响,分析了影响的原因并找出最优制备条件。实验结果表明:在220~300℃的范围内,随着衬底温度的增加,薄膜的生长速率先增加后减小,薄膜的非晶化程度逐渐降低。合适的衬底温度应控制在220~240℃的范围,此时可以获得1.84eV左右的光学带隙和103量级的光敏性。     

溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法在锌片和硅片表面制备氧化锌薄膜.采用XRD、SEM等分析测试手段对比了不同的配置比和衬底对氧化锌薄膜的相组成和显微形貌的影响.实验结果表明:与Si片相比,Zn片衬底对样品的衍射峰幅度产生一定的影响;所制备出来的样品都在衍射角2θ=34.4°附近出现衍射峰;当Zn2+浓度不同时,得到的ZnO薄膜的形貌不同.