离子辅助沉积法制备SiO2介质薄膜的应力研究

在高功率垂直腔面发射激光器制作工艺中,生长出低应力、高质量、高稳定性的SiO₂介质层非常关键。我们使用高效率LaB₆离子源辅助,在低放电电流条件下,在GaAs衬底上沉积了SiO₂,并对退火的应力影响进行了测试。在有离子辅助沉积时,对不同生长速率、不同厚度的应力影响进行了研究,对沉积过程进行了分析。结果表明:离子辅助沉积的SiO₂薄膜的应力远小于常规工艺条件下沉积的薄膜的应力,且退火后应力变化小。     

氧和氩等离子辅助电子束蒸发制备高质量ZnO薄膜

采用等离子辅助电子束蒸发技术制备高纯金属锌膜，然后在氧气气氛下经高温热处理得到氧化锌的多晶薄膜。X射线衍射谱的结果表明：未经热氧化样品由金属锌和氧化锌纳米晶组成，随着热氧化温度的升高氧化锌纳米晶粒长大，形成纳米氧化锌多晶薄膜且薄膜结晶性增强；光致发光谱表明：样品均具有较强的紫外自由激子发光。由于未经热氧化样品中氧化锌纳米晶粒较小，具有较强的量子限域效应，因而经高温氧化后样品发光峰有较大红移。随着热氧化温度的进一步升高，束缚激子发射随热氧化温度升高而减弱，且发光峰位随热氧化温度升高出现蓝移；变温光致发光谱表明：紫外发光主要来自自由激子发射。     

离子辅助沉积氧化物薄膜的光学特性

考察了不同离子、离子能量、离子束流密度等制备参数对离子辅助沉积的TiO_2、ZrO_2和SiO_2薄膜的折射率、吸收和激光损伤阈值等光学特性的影响。     

ZnS和MgF2薄膜的离子辅助淀积

用Ar离子辅助制备了ZnS和MgF_2薄膜,依据滤光片吸潮波长漂移的测量,MgF_2膜的聚集密度大约从未轰击时的0.8上升到轰击后的0.9～0.95,实验发现,高能离子轰击(>1keV),膜层的吸收散射损耗增加,而低能离子轰击(<700eV)可以保持优良的光学性质,并显著地增加膜层的牢固度,这对于温度敏感的基底制备耐久薄膜是一个重要的应用.     

等离子体增强反应蒸发沉积的氟掺杂氧化铟薄膜的性质

采用直流辉光CF4O2等离子体增强反应蒸发方法沉积了氟掺杂氧化铟透明导电薄膜,经过真空退火处理薄膜的电阻率达到18×10-3Ω·cm,透光率高于80%.研究了掺氟量和退火温度对薄膜电阻率和透光率的影响,结果表明:氟的掺入增加了载流子浓度,使得薄膜的电阻率明显下降,而薄膜的透光率变差,但是可以通过真空退火处理使其得到显著的改善,掺氟量越大需要的退火温度越高.X射线衍射分析说明,氟的掺入使薄膜的无序度增加;退火处理提高了薄膜的结晶状况,改善了薄膜的透光性能,同时也没有增加薄膜的电阻率. 关键词： 透明导电薄膜 氟掺杂 等离子体增强反应蒸发沉积     

两种方法制备ITO薄膜的红外特性分析

比较了用电束加热蒸发法和直流磁控溅射法制备的氧化锡铟(ITO)薄膜在红外波段的光学特性实验发现,通过直流磁控溅射在常温下制备的ITO薄膜在红外波段折射率稳定、消光系数小,比电子束加热蒸发制备的膜有较高的透过率在波长1550nm附近的透过率可达86%以上,消光系数约为004,方电阻最低为100Ω/□.     

Ta_2O_5薄膜的低能离子辅助蒸镀

用低能氧离子辅助蒸镀技术,制备了一系列Ta_2O_5薄膜.观测了薄膜的微结构,测量了薄膜的光吸收和光散射.实验指出,离子束轰击和基片加热同时进行,能够制得透明而匀均的Ta_2O_5薄膜.     

导电玻璃ITO上有机薄膜的受激发射

本文以有机薄膜Perylene:PS为增益介质，在透明导电薄膜ITO衬底上，实现了在光泵浦条件下光增益放大。观察到的放大自发发射峰位于478nm，光谱半高全宽为7nm。     

利用光声效应研究ITO薄膜的光吸收率

利用基于压电效应的光声技术,研究了ITO薄膜在可见光波段的吸收特性,并与分光型光学薄膜分析系统NKD8000测得的数据进行了比较,得到了一致性较好的结果。实验证实:在可见光波段,该ITO薄膜的吸收率随波长呈非线性变化,在450nm附近吸收最强,随着波长的增加逐渐减小,在514.7nm处接近于零,之后又缓慢增大。     

反应离子镀制备ITO膜

采用反应离子镀新工艺成功地在K9玻璃上制备了ITO(Indium Tin Oxide)透明导电膜,所制备的ITO膜在550～600nm波长范围内,典型的峰值透过率为89%,面电阻为34Ω/□。     

Opto-Electronic Properties of MBE-Grown ZnSSe Thin Films on ITO Substrates

The opto-electronic properties of molecular-beam-epitaxy (MBE)-grown ZnSSe thin films on indium-tin-oxide (ITO) glass substrates were investigated in this work. Ultraviolet (UV) photoresponsivity as high as 0.01 A/W and three orders of visible rejection power were demonstrated. The results of d.c. resistivity measurements revealed that the resistivity of the ZnSSe thin films decreased as the crystal size increases and reaches a value of 4.3 × 10¹¹ Ω cm for a thin film grown at the optimized substrate temperature of 290°C. The results of a.c. impedance measurements performed in the frequency range of 40 to 4000 Hz further indicated that the impedance of this alloy thin film can provide a good match with the liquid crystal layer of a liquid crystal light valve for UV imaging applications.     

离子束辅助工艺中APS源偏转电压对HfO2薄膜性能的影响

基于Leybold APS1104镀膜系统,采用离子束辅助反应沉积技术,以金属Hf粒为初始镀膜材料,APS源偏转电压为50~140 V范围内,在［100］单晶硅片和紫外石英（JGS1）基板上制备了HfO2单层膜。分别利用Lambda 900分光光度计、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪以及原子力显微镜对HfO2薄膜的光谱性能、表面及纵向化学成分、晶相结构以及表面粗糙度进行了分析。结果表明：当APS源偏转电压在120~140 V及50~90 V两个范围内变化时,HfO2薄膜的紫外短波光学损耗随着偏转电压的降低而减小,而为110~90 V时紫外短波光学损耗对偏转电压的变化不敏感;偏转电压在50~140 V的范围内时,制备的HfO2薄膜表面及纵向化学成分无明显变化;当偏转电压为100 V时,HfO2薄膜晶粒尺寸及表面粗糙度分别达到最大值26.2 nm及5.79 nm,其后,随着偏转电压的降低,二者均逐渐减小。     

膜层厚度对蓝宝石衬底上生长的ITO薄膜性质的影响

采用磁控溅射的方法在蓝宝石衬底上制备了氧化铟锡(ITO)透明氧化物薄膜;研究了不同厚度薄膜的结构、光学和电学特性。经X射线衍射(XRD)测量,发现在蓝宝石衬底上生长的ITO薄膜呈现了较高的(222)择优取向;随着膜层厚度的增加,该衍射峰对应的2θ衍射角逐渐向大角度方向移动,同时该衍射峰的半峰全宽逐渐减小,平均晶粒尺寸增大。 经光学透射光谱测量,发现随着膜层厚度的增加,光学透过率逐渐减小。膜层厚度为0.2 μm时,可见光透过率超过80%,当膜层厚度为0.8 μm时,可见光透过率下降到60%。电学测量结果表明,随着膜层厚度的增加,薄膜电阻率逐渐减小。膜层厚度为0.2 μm时,电阻率为9×10^-4 Ω·cm, 膜层厚度为0.8 μm时,电阻率为5.5×10^-4 Ω·cm。     

ITO玻璃上鲁米诺的电化学发光行为研究

鲁米诺在ITO玻璃上有良好的电化学发光,检测灵敏度极高,检测下限可达到10-15 mol·L-1数量级。研究表明,鲁米诺的电化学氧化反应分两步进行, 均伴随有电化学发光产生。虽然第一步反应的发光相对较弱,但该电化学反应是可逆反应,对研究电化学发光传感器十分有利,结合ITO玻璃有良好的透光性,可进一步研制电化学发光流动电解池。文章还考察了电学参数和溶解氧对ITO玻璃上鲁米诺ECL的影响,并探讨了发光机理。     

基底温度对电子束蒸发制备氧化铝薄膜的影响

为了考察基底温度对氧化铝薄膜折射率以及沉积厚度的影响情况,在不同基底温度环境下,通过离子辅助电子束蒸发方式,在玻璃基底上制备了同一Tooling因子条件下所监测到相同厚度的Al2O3薄膜,利用分光光度计测量光谱透过率,依据光学薄膜相关理论,计算了基底温度在25℃～300℃范围内获得的膜层实际物理厚度为275.611 nm～348.447 nm,以及膜层折射率的变化。通过对实验结果的数值计算和曲线模拟,给出了基底温度对于薄膜的折射率和实际厚度的影响情况。     

射频反应磁控溅射法退火生长Na-N共掺杂p-ZnO薄膜

采用射频反应磁控溅射法退火生长得到了Na-N共掺杂p-ZnO薄膜。XRD测试结果表明,退火前后均得到c轴择优取向的ZnO薄膜。Hall测试结果表明:退火后薄膜的电学性能明显改善,得到了p-ZnO薄膜,退火温度为450℃时取得最佳电学性能:室温电阻率为139.2Ω.cm,迁移率为0.2cm2.V-1.s-1,空穴浓度为2.5×1017cm-3。XPS分析表明:Na掺入ZnO中作为受主NaZn而存在,N主要以N—H键的形式存在,其受主NO的作用不明显,但是否存在NaZn-NO受主复合体,还需进一步的研究。     

用射频溅射技术在硅衬底上制备In掺杂ZnO薄膜

以金属锌(Zn)和金属铟(In)为靶材采用射频反应共溅射技术在硅(100)衬底上沉积了In掺杂ZnO薄膜。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)、热探针、四探针和荧光分光光度计分别对样品的结构、表面形貌、导电类型、电阻率和发光特性进行了分析表征。测试结果表明,实验中制备出的ZnO薄膜具有高度的c轴择优取向和小压应力(0.74GPa),薄膜表面平整。样品为n型导电,电阻率为1.6Ω·cm。在室温光致发光谱测量中,首次观察到位于415～433nm的强的蓝紫光双峰发射,发光双峰的半峰全宽约为400meV。讨论了In掺杂对薄膜发光特性的影响。     

ITO界面调制层对GZO电极LED器件性能的影响

采用磁控溅射制备GZO和具有ITO界面调控层的GZO(ITO/GZO)透明导电薄膜作为大功率LED的电流扩散层,对比研究界面调控层对LED器件性能的影响。研究结果表明,ITO/GZO薄膜的透过率在可见光区达80%以上,退火后的ITO/GZO薄膜有较低的电阻率(1.15×10^-3 Ω·cm)。ITO调控层的介入能够调制GZO表面粗糙度,有利于改善LED外量子效率,降低GZO/p-GaN界面的接触势垒,提高LED器件的光电性 能。通过ITO界面调控后,LED器件20 mA驱动电流下的工作电压从9.5 V降低为6.8 V,发光强度从245 mcd 升到297 mcd,提高了20%;驱动电流为35 mA时,其发光强度从340.5 mcd 升到511 mcd,提高了50%。