非晶硅薄膜厚度及特性对准分子激光晶化的影响

目的增加准分子激光晶化最优能量密度的工艺窗口以及提高晶化后多晶硅晶粒尺寸的均匀性,并最终改善低温多晶硅薄膜晶体管(Low Temperature Poly Silicon Thin Film Transistor,LTPS TFT)的特性。方法采用PECVD技术在玻璃基板上沉积不同厚度及折射率的非晶硅薄膜(Amorphous Silicon Film)。利用高温退火炉脱氢后进行准分子激光退火(Excimer Laser Annealing,ELA),完成非晶硅到多晶硅的转变。通过扫描电镜、原子力显微镜对多晶硅晶粒尺寸以及表面粗糙度进行分析,后续完成薄膜晶体管后利用I-V测试机台对器件特性进行测试。结果随着非晶硅薄膜厚度的增加,准分子激光晶化的最优能量密度(Optimal Energy Density,OED)以及工艺窗口(OED Margin)均增加,当膜层厚度大于等于47 nm时,OED Margin均为25 mJ/cm~2。当膜厚为47 nm时,多晶硅晶粒尺寸均匀性为0.64,也处于较优的水平。非晶硅薄膜折射率为4.5时,形成的多晶硅晶粒尺寸均匀性为0.45,远优于折射率为4.38时的多晶硅晶粒尺寸均匀性。折射率为4.5的非晶硅薄膜形成未掺杂的LTPS TFT(PMOS)迁移率为120.6 cm~2/(V?s),阈值电压为-1.4 V,关态电流为53 pA;折射率为4.38时的迁移率为112.4 cm~2/(V?s),阈值电压为-2.0 V,关态电流为71 pA。结论当非晶硅膜厚为47 nm时,准分子激光晶化的OED Margin以及晶化后的多晶硅晶粒尺寸均处于较优的水平。另外,提高非晶硅薄膜折射率同样有利于改善多晶硅晶粒尺寸均匀性以及薄膜晶体管转移特性。     

非晶态SrTiO3薄膜的快速晶化处理

在Si(111)基片上采用脉冲激光沉积(PLD)方法,烘烤温度300℃,制备得到非晶态SrTiO3薄膜.采用快速晶化处理,将非晶态SrTiO3薄膜在不同温度、不同晶化处理时间下进行了晶化处理,采用GIXRD和AFM分析检验晶化的效果和表面形貌.结果表明,SrTiO3晶化程度强烈依赖处理温度,处理温度越高,晶化程度越高;在同一温度下,增加处理时间有助于提高晶化效果,并获得致密、表面平整、均匀的SrTiO3晶态薄膜;晶粒大小不随晶化处理时间明显变化.在快速晶化处理过程中,非晶态SrTiO3薄膜在极短时间内达到晶化温度,并形成大量晶核,从而使晶粒生长受到限制,有利于获得更好的晶化效果.     

非晶硅薄膜的金属诱导晶化研究现状

概述了非晶硅薄膜的金属诱导晶化原理,介绍了Al,Ni两种金属诱导非晶硅薄膜晶化的一般规律,详细探讨了金属诱导条件下非晶硅薄膜的本质晶化机理,旨在为非晶硅薄膜的低温成核、晶化机理研究和多晶硅薄膜的研发制备提供实验支持与理论参考.     

溅射环境下影响硅薄膜晶化的因素

基于溅射沉积和薄膜生长原理,系统综述分析溅射功率、沉积气压、衬底温度、衬底的选择等对硅薄膜晶化过程的客观影响规律,旨在为学术界和产业界基于溅射原理研发晶态硅薄膜、生产高效率硅基组件提供实验支持与理论参考.     

SmCo薄膜的不均匀晶化及其磁性能

采用不同的磁控溅射和回火工艺制备了SmCo磁性薄膜.用能谱仪对不同工艺溅射的样品进行了化学成分分析; 用透射电子显微镜和振动样品磁强计(VSM)研究了薄膜的显微结构和磁性能.结果表明: 溅射态的薄膜为非晶态并具有软磁特征; 当回火温度位于400～ 450℃之间时, 薄膜的微观组织均匀细小, 且随着回火温度增加, 矫顽力增大, 并在450℃回火的样品中得到了最大的矫顽力.回火温度500℃后, 薄膜微观组织中晶粒出现了不均匀粗化, 矫顽力明显降低.     

TiO2光催化纳米薄膜的晶化处理

TiO2光催化纳米薄膜在400℃～80℃温内恒温退火1h-2h，以消除膜内非晶，提高薄膜光催化活性。热处理前后试样的检测结果表明：退火使TiO2薄膜内非晶晶化，晶粒长大，光响应电流增大。随退火温度的升高，TiO2薄膜出现由非晶斗锐钛矿斗金红石的转变。其中，600℃退火1h的TiO2薄膜为锐钛矿加金红石的混晶结构，光电流密度最大Iuv=41．2A／m^2，光催化活性最好。     

非晶态Ni-W-P镀层退火晶化和激光晶化组织结构的演变

用XRD定量分析法并结合扫描电镜形貌观察,研究化学沉积高磷(13.3%)含量的Ni-W-P镀层在不同热处理条件下的晶化程度、晶粒尺寸及晶格应变等组织结构的演变规律。结果表明:高磷非晶态镀层在退火晶化过程中,Ni3P相的体积分数始终高于Ni相的,700℃时,两相的体积分数之差显著增大,镀层仍有残存的非晶相;在400~500℃之间形成的Ni3P的晶粒尺寸大于Ni的;温度为500~700℃时,Ni相的尺寸大于Ni3P的,但均未超过纳米级。镀层晶格应变表现为随退火温度的升高而降低,镀态时晶格应变最大。激光晶化处理的非晶态Ni-W-P镀层的显微结构特征介于400~500℃之间退火的镀层晶化特征。随扫描速度增加,不仅Ni3P晶粒尺寸增大,而且两相的尺寸差变大。     

Ni-P非晶薄膜晶化相与相变动力学的XRD分析

用原位XRD技术分析了连续加热过程中电沉积Ni-P薄膜晶化与相变行为．通过定量分析,确定出不同温度下各相的析出量,由此计算出各相的晶化与相变激活能以及晶化结晶度．结果表明, Ni-P非晶薄膜的晶化与相变行为与薄膜中P的含量有关．在晶化过程中出现了四种亚稳相即NiP,Ni2P,Ni12P5及Ni5P2．计算得到:亚稳相NiP,Ni2P及稳定相Ni3P的相变激活能分别为133±15,172±19及190±20 kJ／mol;单个析出相的相变激活能低于Ni-P合金晶化激活能和Ni原子的自扩散激活能．     

氮元素对Cr-Si-Al电阻薄膜晶化行为及电性能的影响

研究了Cr-Si-Al和Cr-Si-Al-N两种薄膜的微观结构及电性能，结果表明：溅射态非晶Cr-Si-Al和Cr-Si-Al-N薄膜在加热到700℃的过程中，将析出两种晶化相，即Cr(Al,Si)2和Si微晶相；氮元素加至Cr-Si-Al非晶膜中，将阻碍其中晶化相的形核与长大；与Cr-Si-Al薄膜相比，Cr-Si-Al-N薄膜欲获得较小电阻温度系数（TCR）需要更高的退火温,Cr-Si-Al-N电阻膜具有更高的电学稳定性。     

退火温度对Al、Cu、Ni诱导Si薄膜晶化进程的影响

基于金属诱导晶化方法,利用直流磁控溅射离子镀技术制备了Al-Si、Cu-Si和Ni-Si薄膜.采用真空退火炉和X射线衍射仪于不同温度下对样品进行了退火试验并分析了退火后薄膜物相结构的变化规律.结果表明,Al诱导SAi薄膜晶化的效果最好,Cu次之,Ni诱导Si薄膜晶化的效果较差;AI可在退火温度为400℃时诱导Si薄膜晶化,且随退火温度的升高Si的平均晶粒尺寸增大;Cu-Si薄膜的内应力较大和Ni-Si薄膜中Ni/Si界面处难以形成NiSi2是Cu、Ni诱导Si薄膜晶化效果较差的主要原因.     

退火温度对Al(Ce)诱导Si薄膜晶化过程的影响研究

基于铝诱导晶化方法,通过直流磁控溅射离子镀技术利用纯Al、纯Si和Al(Ce)靶材,制备了Al-Si和Al(Ce)-Si薄膜.采用真空退火炉和X射线衍射仪在不同温度下,对样品进行了退火实验并分析了Al-Si和Al(Ce)-Si薄膜的晶化和生长过程;结合Si薄膜的生长机理,研究了Al和稀土Ce在对Si薄膜退火晶化过程中的...     

NdxFe1—x非晶膜及其晶化过程的TEM原位观察

用X射线衍射和透射电镜研究了用闪蒸法(Flash evaporation)在77K制备的Nd_xFe_(1-x)(X=0.06-0.90)非晶薄膜的室温稳定性及其晶化过程当0.19相似文献   

Al-Cu-Fe准晶薄膜/涂层的研究进展

综述了目前制备Al-Cu-Fe准晶薄膜/涂层的方法,并分析了其影响因素.重点评述了Al-Cu-Fe准晶薄膜/涂层的组织及其转变,介绍了Al-Cu-Fe准晶薄膜/涂层的性能及其应用,并指出了其今后研究趋势.     

化学镀Ni-P-SiO2复合镀层的晶化行为研究（英文）

将纳米SiO2颗粒加入到化学镀液中制备出纳米SiO2颗粒强化复合镀层,并对得到的复合镀层的组织结构和晶化行为进行研究。结果表明:纳米颗粒的加入没有影响到镀层的非晶结构,复合镀层仍为非晶态,加热后镀层发生晶化,纳米颗粒降低了镀层的晶化温度,镀层的晶化激活能从254.28下降到220.30kJ/mol。     

铌酸盐微晶玻璃的晶化动力学及其储能性能的温度依赖性（英文）

采用熔融-淬冷法制备铌酸锶钡基微晶玻璃材料,研究晶化温度对铌酸锶钡微晶玻璃的显微组织、介电性能、击穿强度和储能密度的影响。微晶玻璃的晶化机理为一维界面晶体生长。结果表明:随着晶化温度的增加,材料的击穿强度明显增加。经900°C热处理得到的微晶玻璃具有最优的性能:击穿强度为1300 kV/cm,储能密度为2.8 J/cm3,其有望用于高储能密度电介质材料。     

溅射Fe82Si6B12非晶合金膜的晶化动力学研究

用动态原位电镜观察方法了直流溅射Ｆｅ８２Ｓｉ６Ｂ１２非晶合金膜的晶化动力学过程，结果表明：溅射Ｆｅ８２ＳｉＢ１２非晶合金膜的晶化类型为初晶晶化。初晶产物为α（Ｆｅ，Ｓｉ），长大以枝晶方式进行，长大方向沿＜１１０＞晶向。α（Ｆｅ，Ｓｉ）初晶形核采取瞬态均匀形枝，晶核初始的形状为圆形的多角形。并很快发展成枝晶，α（Ｆｅ，Ｓｉ）枝晶的长大是由Ｂ原子在非晶合金中的长程扩散控制的。根据长大过程的动力学分析，     

超微晶合金FE_（73．5）CU_1Nb_3Si_（13．5）B_9晶化相的电镜

用透射电镜和能谱仪分析了Ｆｅ７３．５ＣＵ１Ｎｂ３Ｓｉ１３．５Ｂ９合金经不同温度退火后的组织、晶化相结构以及不同晶化相中的各元素含量变化。合金于４５０℃退火１ｈ析出尺寸小于５ｎｍ的ｂｃｃＦｅ（Ｓｉ）相，并且其尺寸随退火温度的升高而增大到约１５ｎｍ。于６００℃退火时合金中析出四方结构的Ｆｅ３Ｂ相，其晶格常数为ａ＝０．８７ｎｍ，ｃ＝０．４３９ｎｍ。在７００℃退火时出现面心立方结构的Ｆｅ３Ｂ６相，其晶格常数ａ＝１．０３９ｎｍ。在Ｆｅ（Ｓｉ）相中，含有约１７ａｔ％的Ｓｉ，在Ｆｅ２３Ｂ６中含有约１１ａｔ％的Ｓｉ和约４ａｔ％的Ｎｂ，而在ＦＥ３Ｂ中Ｓｉ和Ｎｂ含量均很少。     

快淬Nd-Fe-B非晶厚带的晶化过程和非等温晶化动力学

利用熔体快淬法在12 m/8的辊速下制备了Nd6Fe72B22和Nd6Fe68Ti4B17C5非晶厚带.通过DSC和XRD,并借助Kempen模型和Kissinger方程,研究了合金的非晶晶化过程及非等温晶化动力学.结果表明,两种合金厚带具有不同的晶化过程以及晶化动力学机制.Nd6Fe72B22合金的晶化过程分为三步完成:非晶相(AP)→Nd2Fe23B3→Nd2Fe14B+α-Fe+Fe3B→Nd2Fe14B+α-Fe+Fe3B+NdFe4B4,而Nd6Fi4Ti4B17C5合金一步完成晶化:AP→Nd2(Fe,Ti)14(B,C)+α-Fe+Fe3B.与Nd6Fe72B22合金由界面控制的多晶型晶化不同,Nd6Fe68Ti4B17C5合金以扩散控制的共晶型晶化为主.     

超微晶合金Fe_（73．5）Cu_1Nb_3Si_（13．5）B_9晶化过程的X

用Ｘ射线衍射方法研究了超微晶合金Ｆｅ７８．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１８Ｂ９在退火过程中晶化相及晶格常数的变化。经４８０℃×１ｈ退火后，合金中出现ｂｃｃＦｅ（Ｓｉ）相，６００℃出现Ｆｅ３Ｂ相，６７０℃出现Ｆｅ２３Ｂ６相。退火温度升高时，Ｆｅ（Ｓｉ）相的晶格常数由０．２８３８ｎｍ上升到０．２８４９ｕｍ。合金经过５５０℃×４ｈ退火后仍只有Ｆｅ（Ｓｉ）一个晶化相，其晶格常数随时间的变化不明显。     

非晶合金激波晶化的DSC研究

本文应用升温、等温和重复加热的DSC技术,对FeSiB,FeMoSiB及FeCuNbSiB等几种非晶合金的激波晶化和退火晶化作了对比研究。结果表明,尽管激波晶化时间极短,仅为退火晶化时间的千万分之一（甚至更短）,但晶化度却极高,接近100％。激波晶化形成多种成分和结构都不同于母相的纳米结晶相,形式上很像扩散性相变,然而其相变速率却是退火转变的千万倍,甚至更高”而且生成相十分稳定,这一现象用传统的固态扩散相变理论很难解释。激波晶化是一种新的晶化形式,是一种新的纳米合成技术。