EL结构的界面粗糙度对器件性能的影响

为了加深对薄膜电致发光器件的物理性质的理解，本文就相邻介质的粗糙度对器件电气性能的影响了研究。原子力显微镜分析表明：底层的Ｔａ２Ｏ５厚度越大，其表面就越粗糙，导致ＺｎＳ：Ｐｒ，Ｃｅ表面的粗糙度增加。更重要的是增加Ｔａ２Ｏ５薄膜表面的粗糙度，降低了由Ｐｏｏｌｅ－Ｆｒｅｎｋｅｌ电流而产生的初始场强。对ＩＴＯ－Ｔａ２Ｏ５－ＺｎＳ：Ｐｒ，Ｃｅ－Ａ１和ＩＴＯ－Ｔａ２Ｏ５－ＺｎＳ：Ｐｒ，Ｃｅ－Ｔａ２Ｏ５－Ａ１     

界面粗糙度对硅通孔结构界面分层的影响

硅通孔(TSV)结构是三维互连封装的核心,针对其热可靠性问题,基于ANSYS有限元分析软件分别构建光滑和粗糙两种界面形貌的TSV结构分析模型,模拟计算了两种界面下TSV结构的热应力和界面分层裂纹尖端能量释放率,通过对比分析研究了界面粗糙度对TSV结构界面分层的影响。结果表明,温度载荷下粗糙界面上热应力呈现出明显的周期性非连续应力极值分布,且极值点位于粗糙界面尖端点。界面分层裂纹尖端能量释放率也呈周期性振荡变化。降温下,粗糙界面尖端点附近能量释放率明显大于光滑界面稳态能量释放率;升温下,粗糙界面能量释放率总体上呈现出先增大后减小的变化趋势。     

表面粗糙度对太赫兹反射测量的影响

材料表面粗糙度会影响太赫兹无损检测结果。当材料表面粗糙度在微波区可以忽略不计时,在波长更短的太赫兹频段则需要考虑在内。研究讨论了在太赫兹频率下粗糙表面散射对反射谱的影响。通过考虑单个样品的反射模型,利用基尔霍夫近似可以将粗糙表面的反射信号与光滑表面的反射信号进行关联。此外,采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统对不同粗糙度的葡萄糖片进行了测量,并对其反射光谱进行了分析。反射光谱结果表明,由于表面粗糙度引起的漫散射减弱了接收端反射光谱的强度。为了减小粗糙度对光谱的影响,提出了一种能恢复光谱功率的补偿方法。在0.5 THz和1 THz时,具有360目粗糙度规格样品的功率谱分别增加了约3 dB和9 dB。因此,可以认为所提出的粗糙表面光谱补偿方法在未来太赫兹无损检测技术的发展中具有一个特定的参考价值。     

氧气中退火Ge-SiO2共溅射薄膜的强紫光发射

Ge-SiO2共溅射薄膜分别在O2、N2和空气中退火后,在Xe灯250nm线激发下,均观测到位于400和300nm的紫、紫外光发射(PL).傅里叶变换红外吸收谱(FT-IR)表明,这两个PL峰与锗氧化物紧密相关.进一步的光致发光激发谱(PLE)则证实它们来源于GeO色心的光学跃迁.对比不同退火气氛下的PL强度,发现最强的光发射出现在800℃氧气里退火的样品中.这表明,退火气氛中氧的存在,能够增强Ge-SiO2共溅射薄膜的紫、紫外光发射,是一种增强光发射强度的新途径.     

氧气中退火Ge-SiO_2共溅射薄膜的强紫光发射

Ge- Si O2 共溅射薄膜分别在 O2 、N2 和空气中退火后 ,在 Xe灯 2 5 0 nm线激发下 ,均观测到位于 40 0和 30 0 nm的紫、紫外光发射 (PL) .傅里叶变换红外吸收谱 (FT- IR)表明 ,这两个 PL 峰与锗氧化物紧密相关 .进一步的光致发光激发谱 (PL E)则证实它们来源于 Ge O色心的光学跃迁 .对比不同退火气氛下的 PL 强度 ,发现最强的光发射出现在 80 0℃氧气里退火的样品中 .这表明 ,退火气氛中氧的存在 ,能够增强 Ge- Si O2 共溅射薄膜的紫、紫外光发射 ,是一种增强光发射强度的新途径 .     

表面处理降低GaAs界面态密度的研究

GaAs材料经机械研磨后，表层形成粗糙界面，用酸碱法表面处理GaAs，使Ga-O、As-O键断裂并修复粗糙界面，处理效果通过电导法测量界面态密度与XPS分析界面化合物价态来表征。结果表明酸碱处理均可降低界面态密度与表面Ga、As氧化物，且酸处理的效果优于碱处理，Ga-O化合物去除率高于As-O化合物去除率，界面态密度的降低可能主要与Ga化合物的减少相关。     

CCD栅复合介质厚度对界面态的影响

采用正交试验方法进行了用于CCD栅复合介质的SiO2和Si3N4厚度的配比实验,研究了退火温度和退火气氛对复合介质界面态的影响,获得了最佳的复合介质SiO2与Si3N4的厚度配比,使得Si-SiO2界面态密度满足设计制作要求.     

基于LabVIEW的透射转镜式傅里叶变换光谱分析软件设计

为满足透射转镜式傅里叶变换红外光谱仪的数据采集、非线性拟合补偿、信号预处理和傅里叶光谱反演等测试需求,设计了一套基于LabVIEW的集数据采集和信号分析为一体的透射转镜式傅里叶光谱分析软件。该软件通过调用NI数据采集卡的物理通道接口来采集干涉信号幅度随时间变化的干涉图数据,并通过信号处理程序复原红外信号的频谱信息,可实现波形文件的自动存储和数据处理重要流程的可视化,适合在工控机上应用。测试面源黑体辐射源的辐射光谱曲线,利用聚苯乙烯的吸收光谱测试波长准确性,并利用水蒸气的光谱曲线测试光谱半高宽。采用本文设计的光谱分析软件,复原出了红外信号的光谱分布,实现了0.40%的波长准确性、0.88 cm^-1的光谱分辨率,验证了系统的可用性。     

降低硅片表面微粗糙度的预氧化清洗工艺

利用原子力显微镜研究了预氧化清洗工艺对清洗后的硅片表面微粗糙的影响,并通过建立表面氧化过程的分子模型和氧化层模型来进行相应的机理分析.结果表明,硅片表面在含有氧化剂H2O2的溶液中生成一层氧化层后,能基本消除OH-对硅片表面的各向异性腐蚀,清洗后的表面微粗糙度比清洗前小,并且随SC-1清洗过程中NH4OH浓度的增大而减小.     

KOH各向异性腐蚀中预处理对硅表面粗糙度的影响

通过实验研究表明:不同预处理方法对KOH腐蚀后硅片表面粗糙度的影响不同,分别用35℃的BOE(7:1氟化铵腐蚀液)、常温BOE、10:1 HF、50:1 HF含HF成分的腐蚀液对硅片进行预处理,再和未做预处理的硅片在同等条件下进行KOH腐蚀,实验结果发现预处理后硅片表面粗糙度比未做处理的硅片表面粗糙度增加约1 nm左右,即经过含HF成分的腐蚀液预处理后的硅片再进行KOH腐蚀,其表面粗糙度将变差.     

各向异性腐蚀表面粗糙度的"应力模型"

微电子机械系统(MEMS)关键的体加工工艺——各向异性腐蚀的样品表面会出现一定程度的不平面貌，针对这一现象提出了“应力模型”，用来解释腐蚀后表面粗糙度出现的物理机制，对表面激活能、腐蚀液激活能等物理概念进行了分析，提出了腐蚀表面粗糙度的计算公式，解释了各向异性腐蚀与表面形貌相关的实验现象。     

光学相干显微术测量散射介质内层形貌的研究

提出了采用光学相干显微术测量散射介质内层形貌的方法,该方法基于低相干术和共焦显微术,其纵向测试精度是由共焦门与相干门共同决定的,能有效地排除非焦面处的杂散光的影响.通过对样品内层的三维扫描,测量样品的不同点的厚度,最终透过表面层得到了样品的内层形貌,实际实验中的轴向分辨率约为5 μm,横向分辨率约为1.2 μm.该方法对样品无破坏作用,能有效地测量散射样品内层形貌,且具有测试精度高、工作可靠的特点.     

环境气压对脉冲激光烧蚀沉积纳米Si薄膜表面粗糙度的影响

薄膜表面粗糙度是表征薄膜质量的重要指标,为了探求环境气压对脉冲激光烧蚀沉积纳米Si薄膜表面粗糙度的影响,采用XeCl脉冲准分子激光器,分别在惰性气体氦气和氩气的不同气压环境下烧蚀沉积了纳米Si薄膜,用Tencor Instruments Alpha-Step 200台阶仪对相应薄膜的表面粗糙度进行了测量.结果表明,薄膜表面粗糙度开始随着气压的增大而逐渐增加,在达到一最大值后便随着气压的增大而减小.由不同气体环境下的结果比较可以看出,充氩气所得Si薄膜表面粗糙度比充氦气的小,最大粗糙度强烈地依赖于气体种类.对于原子质量较大的氩气而言,其最大粗糙度仅比低气压时高出11%,而对于原子质量较小的氦气来说,其最大粗糙度比低气压时高出314%.     

Passivation of Surface and Interface States in AlGaN/GaN HEMT Structures by Annealing

The Ni/AlGaN interfaces in AlGaN/GaN Schottky diodes were investigated to explore the physical origin of post-annealing effects using electron beam induced current (EBIC), current–voltage (I–V) characteristics, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The EBIC images of the annealed diodes showed that the post-annealing process reduces electrically active states at the Schottky metal/AlGaN interfaces, leading to improvement of diode performance, for example a decrease in reverse leakage current and an increase in Schottky barrier heights. Pulsed I–V characteristics indicate the Fermi level is up-shifted after annealing, resulting in a larger sheet carrier density at the AlGaN/GaN interface. Unintentional oxidation of the free AlGaN surface during the post-annealing process, revealed by XPS analysis, may prevent electron trapping near the drain-side of the gate edges. We suggest that the post-annealing process under an optimized conditions can be an effective way of passivating AlGaN/GaN heterojunction field-effect transistors.     

多晶硅沉积工艺中中间层对多晶硅质量的影响

采用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积(ECR-PECVD)技术,以SiH4和H2为气源,在350 ℃的低温条件下,在普通玻璃衬底上沉积了多晶硅薄膜.主要考察了中间层对多晶硅薄膜沉积质量的影响.实验证明,当中间层的沉积温度为350 ℃,H2流量为20 sccm时,得到多晶硅薄膜晶粒的直径最大,为53 nm;且随着中间层沉积温度的提高,薄膜的结晶度提高.     

热氧化方法改善硅干法刻蚀波导的表面粗糙度

提出了一种热氧化的方法来改善干法刻蚀硅波导的表面质量.通过Suprem二维工艺模拟程序对氧化过程的物理模型进行了分析.用实验证实了该方法的可行性并与模拟结果进行了比较.实验中将硅波导的表面粗糙度由65.4nm降低到了8.8nm.另外讨论了分次氧化方法的利弊     

固体C_(70)/Si异质结的界面电子态

用深能级瞬态谱和高频电容 -电压技术研究了固体 C70 /Si异质结的界面电子态 .研究结果表明在 C70 /Si的界面上明显存在三个电子陷阱 Eit1( 0 .1 94)、Eit2 ( 0 .2 62 ) ,Eit3( 0 .40 7)和一个空穴陷阱 Hit1( 0 .471 ) ,以及在 C70 /Si界面附近存在着固体 C70 的电子和空穴陷阱引起的慢界面态 .结果还表明 C70 膜的生长温度对 C70 /Si的电学性质有重大影响 ,2 0 0℃生长的 C70 /Si界面远优于室温生长的     

界面粗糙度对真空紫外光学薄膜光谱性能影响研究

设计了193 nm窄角度和宽角度入射增透膜以及正入射高反膜,其中增透膜s和p偏振光透射率的最大偏差分别为0.17%和0.44%。结合标量散射理论和等效吸收层近似理论,多层膜间的粗糙界面等效为薄的吸收层,基于薄膜本征传输矩阵计算分析了不同界面粗糙度下的光谱性能。研究发现,薄膜光谱性能随着界面均方根粗糙度的增加而急剧退化,高反膜反射带宽也随之降低,达到4 nm时,宽角度入射增透膜和高反膜光谱性能在193 nm处分别退化2.04%和2.09%。界面粗糙度是影响高光谱性能真空紫外光学薄膜制备的重要因素。