等离子体发射光谱诊断用于射频磁控溅射GaP薄膜的工艺参数优化

以GaP为靶材、Ar为工作气体,采用射频磁控溅射法制备了厚层GaP膜.对沉积过程中的辉光放电等离子体进行了发射光谱诊断,发现只有ArⅠ发射谱线.研究了工艺参数对发射谱线强度的影响规律,并在此基础上通过同时改变射频功率、Ar气流量及工作气压,使ArⅠ发射谱线强度保持相同.发现通过增大射频功率、减小工作气压而保持ArⅠ发射谱线强度不变可以提高GaP膜的沉积速率,并使GaP膜的沉积工艺参数得到优化.在优化后的工艺参数下制备出了符合化学计量比、红外透过性能好的厚层GaP膜. 关键词： GaP薄膜 射频磁控溅射 等离子体发射光谱 红外透射     

发射光谱法在等离子体刻蚀废气微量F元素检测中的应用研究

以CF4Ar为等离子体刻蚀废气的模拟气体 ,利用发射光谱法分析F。含氟废气中 F原子的发射光谱在6 0 0— 80 0 nm波段内的谱线为 6 97.5 nm和 739.5 nm。研究了电感耦合等离子体放电时射频功率对F元素检测的影响 ,表明提高射频功率可降低 F元素检出限。     

GaP薄膜的射频磁控溅射沉积及其计算机模拟

以GaP为靶材采用射频磁控溅射法制备GaP红外光学薄膜，通过保持Ar Ⅰ 750nm发射光谱线强度不变获得了不同工艺参数，并对沉积过程进行了计算机模拟.功率较小、气压较大时，Ga和P的溅射率、输运效率及沉积到衬底时的能量均较小，Ga的溅射率及输运效率均大于P的，使薄膜沉积速率较低、薄膜中Ga的含量大于P的，GaP薄膜产生较大吸收.功率较大、气压较小时，Ga和P的溅射率、输运效率及沉积到衬底时的能量均增大，Ga的溅射率大于P的、但其输运效率小于P的，使GaP薄膜的沉积速率增大、薄膜中Ga与P的含量接近化学计量比，GaP薄膜的吸收降低，因此有利于制备厚度较大的GaP薄膜. 关键词： GaP 薄膜 射频磁控溅射 计算机模拟     

CF_4/Ar/O_2等离子体对熔石英元件的修饰工艺

采用感应耦合等离子体刻蚀技术,以CF4/Ar/O2为反应气体对熔石英元件表面进行修饰,研究并分析了CF4和Ar流量对刻蚀速率、熔石英表面粗糙度和微观形貌的影响。结果表明,CF4化学刻蚀与Ar的物理轰击对熔石英样品表面修饰效果存在一定竞争关系,当它们达到平衡时表面粗糙度最小。通过对不同流量气体刻蚀过后熔石英表面粗糙度和光学显微形貌分析获得了较为理想的气流量配比,该研究为反应等离子体修饰熔石英光学元件以获得较高光学性能提供工艺参考。     

磁控溅射沉积薄膜实验参数优化光谱诊断

采用磁控溅射仪、Omni-λ300系列光栅光谱仪、CCD数据采集系统和光纤导光系统等构成的等离子体光谱分析系统,采集了以Cu和Al为靶材、氩气为工作气体,射频磁控溅射法沉积硅基薄膜时的等离子体发射光谱。以CuⅠ324.754 nm,CuⅠ327.396 nm,CuⅠ333.784 nm,CuⅠ353.039 nm,AlⅠ394.403 nm和AlⅠ396.153 nm为分析线,研究了Cu和Al等离子体发射光谱强度随溅射时间、溅射功率、靶基距和气体压强等实验参数的变化。并与射频磁控溅射沉积薄膜实验参数的选择进行对比,表明发射光谱法对射频磁控溅射薄膜生长条件的优化有着很好的指导作用。     

Si(001)基片上反应射频磁控溅射ZnO薄膜的两步生长方法

利用反应射频磁控溅射技术，采用两步生长方法制备了ZnO薄膜，探讨了基片刻蚀时间和低温过渡层沉积时间对ZnO薄膜生长行为的影响.研究结果表明，低温ZnO过渡层的沉积时间所导致的薄膜表面形貌的变化与过渡层在Si(001)表面的覆盖度有关.当低温过渡层尚未完全覆盖基片表面时，ZnO薄膜的表面岛尺度较小、表面粗糙度较大，薄膜应力较大；当低温过渡层完全覆盖Si(001)基片后，ZnO薄膜的表面岛尺度较大、表面粗糙度较小，薄膜应力较小.基片刻蚀时间对薄膜表面形貌的影响与低温过渡层的成核密度有关.随着刻蚀时间的增加，ZnO薄膜的表面粗糙度逐渐下降，表面形貌自仿射结构的关联长度逐渐减小. 关键词： ZnO薄膜 反应射频磁控溅射 两步生长 形貌分析     

低温等离子辅助蒸发纳米铝膜微结构及光学特性研究

采用低温等离子体辅助气相沉积技术在低压常温条件下制备稳定的纳米铝膜。利用发射光谱和Langmuir双探针法分析射频感应耦合Ar等离子体成分及分布密度特性,结果显示在衬底附近等离子体密度衰减趋于平缓且均匀,浮动电位0.329V;随着功率的增加,Ar+对成膜起主要影响。再结合铝膜的原子力显微结构,研究了不同的等离子环境条件对成膜质量及其紫外可见光谱的光学性质影响。结果表明射频离子源的加入,薄膜微结构发生较明显变化;随功率增加,膜反射率出现峰值;微结构特性对其光学性能影响较大,随着表面粗糙度的增加,紫外及可见光的透射率先减小后增大。     

感应耦合等离子体增强射频磁控溅射沉积ZrN薄膜及其性能研究

利用感应耦合等离子体(ICP)增强射频磁控溅射技术在Si(111)片和M2钢表面制备了ZrN薄膜,研究了基片的温度和ICP功率对ZrN薄膜的结构以及性能影响.研究发现：在基片温度≤300℃沉积的ZrN薄膜择优取向为(111);基片温度达到450℃时薄膜出现ZrN(200)衍射峰,ZrN(111)晶面的织构系数明显降低.传统磁控溅射沉积薄膜为柱状结构,当ICP为200 W,基片温度为300℃时沉积薄膜中柱状晶体消失;随着基片温度的升高,N/Zr元素比例降低,并且薄膜的电阻率下降;相对于传统溅射,ICP增强射 关键词： 感应耦合等离子体 磁控溅射 ZrN 微结构     

SiSb相变薄膜的激光初始化研究

利用直流磁控溅射法将SiSb薄膜沉积到聚碳酸酯光盘盘基上,利用相变光盘初始化仪分别在400,500,600,700,800和1200 mW的激光功率下将光盘初始化。比较了在不同激光功率下SiSb薄膜在300～800 nm波段的反射率变化情况。研究表明,随着初始化激光功率的提高,SiSb薄膜的反射率和反射率对比度逐渐增加。在400～800 nm波长范围内,SiSb薄膜在1200 mW激光初始化下高达30%～35%的反射率对比度,说明此相变薄膜是一种有前途的新型光存储材料。将沉积态与400,800和1200 mW初始化后的SiSb薄膜进行X射线衍射分析,研究表明,沉积态的SiSb为非晶态,激光初始化后的样品发生了不同程度的晶化,激光功率越高,晶化程度越高,晶化相为Sb的六方晶系菱形中心结构。     

拉曼光谱和红外光谱分析沉积气压对微晶硅薄膜微结构的影响

采用射频等离子体增强化学气相沉积法(RF-PECVD),在玻璃和硅衬底上以230—310Pa之间的沉积气压生长微晶硅(μc-Si:H)薄膜。利用拉曼光谱和红外光谱分析样品的微结构。结果发现样品的微结构强烈依赖于沉积气压,并且存在着最佳沉积气压250Pa,在此条件下的微晶硅薄膜晶化率为60.6%,氢含量为最小值9.1%。     

刻蚀AlN缓冲层对硅衬底N极性n-GaN表面粗化的影响

研究了等离子体刻蚀AlN缓冲层对硅衬底N极性n-GaN表面粗化行为的影响. 实验结果表明, 表面AlN缓冲层的状态对N极性n-GaN的粗化行为影响很大, 采用等离子体刻蚀去除一部分表面AlN缓冲层即可以有效提高N极性n-GaN在KOH溶液中的粗化效果, AlN缓冲层未经任何刻蚀处理的样品粗化速度过慢, 被刻蚀完全去除AlN缓冲层的样品容易出现粗化过头的现象. 经X射线光电子能谱分析可知, 等离子体刻蚀能够提高样品表面AlN缓冲层Al 2p的电子结合能, 使得样品表面费米能级向导带底靠近, 原子含量测试表明样品表面产生了大量的N空位, N空位提供电子, 使得材料表面费米能级升高, 这降低了KOH溶液和样品表面之间的肖特基势垒, 从而有利于表面粗化的进行. 通过等离子体刻蚀掉表面部分AlN缓冲层, 改善了N极性n-GaN在KOH溶液中的粗化效果, 明显提升了对应发光二级管器件的出光功率.     

电感耦合等离子体CVD低温生长硅薄膜过程中的铝诱导晶化

利用电感耦合等离子体CVD方法在350℃的低温下在镀Al玻璃衬底上制备出具有良好结晶性的Si薄膜.利用x射线衍射、紫外-可见分光椭圆偏振谱、原子力显微镜及x射线光电子谱等研究了薄膜的结构、表面形貌和成分分布等.结果表明，用这种方法制备的Si薄膜不但晶化程度高，而且具有良好的（111）结晶取向性，晶粒尺寸大于300nm，样品中无Al的残留.结合电感耦合等离子体的高电子密度特征讨论了低温生长过程中Al诱导Si薄膜晶化的机理. 关键词： 电感耦合等离子体CVD Al诱导晶化 Si薄膜 低温生长     

极紫外与软X射线用非晶碳膜全反射镜的研究

用高真空磁控溅射设备分别在工作气压为0.40Pa和0.67Pa下制备了非晶碳膜全反射镜样品,利用X射线掠入射反射测量了膜层厚度、粗糙度和膜层密度,用原子力显微镜测量了样品的表面粗糙度,用同步辐射测量了不同工作气压下制备的非晶碳膜全反射镜的反射率,并对测量结果进行了分析讨论.测试结果表明:在0.40Pa工作气压下制备的非晶碳膜反射镜的性能优于在0.67Pa工作气压下制备的反射镜的性能,在掠入射角小于4.5°时,非晶碳膜全反射镜在5nm以上波段有比较平坦的高反射率,在波长小于5nm波段,反射率急剧下降.     

基于电感耦合等离子体的InP基半导体材料干法刻蚀的研究

研究了基于电感耦合等离子体(ICP)刻蚀系统的InP基半导体材料的干法刻蚀.采用Cl2/Ar/H:混合刻蚀气体,分别研究了氯气体积分数和ICP功率与刻蚀速率之间的关系,及镍、二氧化硅和二者结合型掩膜版的适用范围.获得有效的刻蚀速率为450～1 200 nm/min,InP对金属镍的选择性刻蚀比值为175～190.掩膜版...     

反应磁控溅射法制备的氟化类金刚石薄膜的XPS结构研究

采用射频反应磁控溅射法用高纯石墨作靶、三氟甲烷(CHF₃)和氩气(Ar)作源气体制 备了氟化类金刚石（FDLC）薄膜，通过XPS光谱结合拉曼光谱、红外透射光谱和紫外 可见光光谱研究了源气体流量比等工艺条件对薄膜中键结构、sp2/sp3杂化比以及光学带隙等性能的影响.结果表明在低功率(60W)、高气压(2.0Pa)和适当的流量比(Ar/CHF₃=2∶ 1)下利用射频反应磁控溅射法可制备出氟含量高且具有较宽光学带隙和超低介电常数的FDLC薄膜. 关键词： 反应磁控溅射 氟化类金刚石薄膜 红外透射光谱 XPS光谱     

氮分压对氮化铜薄膜结构及光学带隙的影响

在不同的氮分压r(r=N₂/［N₂+Ar］)和射频功率P下，使用反应射频磁控溅射法，在玻璃基片上制备了氮化铜薄膜样品.用台阶仪测得了薄膜的厚度，用原子力显微镜、X射线衍射仪、紫外-可见光谱仪对薄膜的表面形貌、结构及光学性质进行了表征分析.结果表明，薄膜的沉积速率随P和r的增加而增大.薄膜表面致密均匀，晶粒尺寸为30nm左右.随着r的增加，薄膜颗粒增大，且薄膜由(111)晶面转向(100)晶面择优生长.薄膜的光学带隙E_g在1.47—1.82eV之间，随r的增加而增大. 关键词： 氮化铜薄膜 反应射频磁控溅射 晶体结构 光学带隙     

石英衬底上生长的高光学质量的纳米金刚石薄膜

采用射频等离子体增强的热丝化学气相沉积(RFHFCVD)技术在石英玻璃衬底上制备了表面光滑、晶粒致密均匀的纳米金刚石薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)和台阶仪观测薄膜的表面形貌和粗糙度,x射线衍射(XRD)和Raman光谱表征膜层的结构,并用紫外可见近红外光谱仪测量其光透过率.实验结果表明,衬底温度、反应气压及射频功率对金刚石膜的结晶习性、表面粗糙度及光透过率均有很大程度的影响,其最佳值分别为700℃,2×133Pa和200W.在该最佳参量下经1h的生长即获得连续、平滑的纳米金刚石膜,其平均晶粒尺寸为约25 关键词： 纳米金刚石薄膜 射频等离子体增强热丝化学气相沉积 光透过率     

刻蚀改变InGaN/AIGaN应变多量子阱发光特性

为了分析干法刻蚀对应变多量子阱(SMQWs)发光特性的影响,采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术对金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长的InGaN/AlGaN应变多量子阱覆盖层表面刻蚀了约95 nm.通过光致发光(PL)特性表征发现,干法刻蚀后量子阱光致发光强度较未刻蚀量子阱光致发光强度提高了近3倍.干法刻蚀后,量子阱表面呈现高低起伏状形貌,粗糙度提高,出射光在起伏状粗糙形貌表面反复散射,从而逃逸概率增大,有助于光致发光强度增强.理论计算结果得出表面形貌变化引起的量子阱光致发光强度增强因子约为1.3倍.另外,由于所采用的感应耦合等离子体功率较小,刻蚀损伤深度几乎不会达到量子阱阱层,然而干法刻蚀过程中Ar离子隧穿到量子阱阱层内部可能形成新的发光中心,从而使量子阱的发光强度得到提高.     

氧等离子体处理对GaAs表面单层自组装SiO2纳米球薄膜的影响

二维纳米阵列结构因其重要的光学性能被广泛应用于各类光电子器件。本文对自组装单层SiO2纳米球掩模刻蚀法制备GaAs纳米柱二维阵列结构的关键工艺技术进行了研究。采用旋涂法在GaAs表面制备自组装单层SiO2纳米球,重点研究了GaAs表面氧等离子体亲水处理工艺对纳米球排列特性的影响,获得最佳工艺条件为功率配比100 W+80 W、腔室压力4 Pa、氧气流量20 mL/min、处理时间1200 s,并最终得到排列紧密的大面积单层纳米球薄膜。以单层纳米球为掩模,采用感应耦合等离子体刻蚀技术在GaAs表面制备了纳米柱阵列并测试了其表面光反射谱。测试结果表明,GaAs纳米柱阵列在特定波段的反射率降低至5%,远低于表面无纳米结构的薄膜材料表面高达40%的光反射。分析表明纳米柱可以激发米氏散射共振效应,从而有效降低反射率并提升光吸收。     

溅射工艺参数对AgInSbTe相变薄膜光学性质的影响

采用射频磁控溅射工艺,在K9玻璃片上用Ag-In-Sb-Te合金靶制备了相变薄膜,对沉积态薄膜在300℃下进行了热处理,测量了薄膜的光学性质。通过改变本底气压,溅射气压及溅射功率,研究了工艺参数对薄膜光学性质的影响,实验表明,本底气压,溅射气压及射功率综合决定了AgInSbTe薄膜的光学性质,对AgInSbTe薄膜的制备,选择较高的本底真空度,适当的溅射气压及溅射功率是非常重要的。