射频等离子体增强化学气相沉积SiNx薄膜的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,以N2和SiH4作为反应气体,在P型硅基片上进行SiNx薄膜的沉积.使用椭偏仪对薄膜厚度和光学常量进行了测量, 用傅里叶变换红外光谱仪对SiNx薄膜的化学键合结构进行了分析.研究了基片温度、射频功率以及N2和SiH4的气体流量比率等实验工艺参量对薄膜沉积速率和光学常量的影响.结果表明,射频等离子体增强化学气相沉积技术沉积的SiNx薄膜是低含氢量的SiNx薄膜,折射率在1.65~2.15之间,消光系数k在0.2~0.007之间,当SiNx薄膜为富氮时k≤0.01,最高沉积速率高达6.0 nm/min,N2和SiH4气体流量比率等于10是富硅和富氮SiNx薄膜的分界点.     

微波等离子体化学气相沉积金刚石膜

微波等离子体化学气相沉积是制备金刚石膜的一个重要方法，能制备出表面光滑平整的大面积均匀金刚石膜，文章概述了ＭＰＣＶＤ制备金刚石膜的情况，介绍了ＭＰＣＶＤ制备金刚石膜装置的典型类型及其特点，在国内研制成功天线耦合石英钟罩式ＭＰＣＶＤ制备金刚石膜装置，并在硅片上沉积出大面积均匀的优质金刚石膜。     

螺旋波等离子体增强化学气相沉积氮化硅薄膜

利用螺旋波等离子体增强化学气相沉积(HWP-CVD)技术，以SiH4和N2为反应气体进行了氮化硅(SiN)薄膜沉积，并研究了实验参量对薄膜特性的影响.利用傅里叶变换红外光谱、紫外—可见光谱和椭偏光检测等技术对薄膜的结构、厚度和折射率等参量进行了测量.结果表明，采用HWP-CVD技术能在低衬底温度条件下以较高的沉积速率制备低H含量的SiN薄膜，所沉积的薄膜主要表现为Si—N键合结构.采用较低的反应气体压强将提高薄膜沉积速率，并使薄膜的致密性增加.适当提高N2/SiH4比例有利于薄膜中H含量的降低. 关键词： 螺旋波等离子体 化学气相沉积 氮化硅薄膜     

电子增强化学气相沉积法制备金刚石膜

 采用EACVD方法在Si衬底上制备出生长速率高的优质金刚石膜，其生长速率最大可达7 μm/h，成膜范围Φ40 mm，并对优质金刚石膜的生长特性进行了研究。     

甚高频等离子体增强化学气相沉积制备微晶硅太阳电池的研究

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术成功地制备了不同硅烷浓度和辉光功率条件下的微晶硅电池.电池的J-V测试结果表明：在实验的硅烷浓度和功率范围内，随硅烷浓度的降低和功率的加大，对应电池的开路电压逐渐变小；硅烷浓度的不同对电池的短路电流密 度有很大的影响，但功率的影响在实验研究的范围内不是很显著.对于微晶硅电池，N层最好 是非晶硅，这是因为一方面可以降低对电流的横向收集效应，另一方面也降低了电池的漏电概率，提高了电池的填充因子. 关键词： 微晶硅太阳电池 甚高频等离子体增强化学气相沉积     

等离子体增强化学气相沉积工艺制备SiON膜及对硅的钝化

研究了等离子体增强化学气相沉积工艺条件对氮氧化硅膜的生长厚度及折射率的影响以及氮氧化硅/氮化硅叠层膜对p型硅片的钝化效果.实验结果表明,NH3的流量和N2O/SiH4流量比对氮氧化硅膜的影响较大,薄膜折射率能从1.48变化到2.1,厚度从30—60 nm不等.腔内压力和射频功率主要影响膜厚,压力越大,功率越大,沉积速率加快,生成的膜越厚.温度对膜厚和折射率的影响可以忽略.钝化效果显示,在有无NH3下,N2O/SiH4流量比分别为20和30时,退火后氮氧化硅/氮化硅叠层膜对p型硅的钝化效果最好,其潜在电压和少子寿命分别为652 mV,56.7μs和649 mV,50.8μs,均优于参照组氮化硅膜样品的钝化效果.     

等离子体化学气相沉积的实验与理论研究

对等离子体化学气相沉积(PCVD)过程进行了实验和理论研究,实验结果表明:实验条件和等离子体参数在PCVD过程中相互关联,等离子体参数直接影响PCVD过程,在此实验结果的基础上建立了一个二元动力学模型,假设PCVD过程是由等离子体参数决定,考虑了活性粒子与反应单体的扩散与对流.计算中使用了实际测量的电子参数.理论与实验结果基本符合. 关键词：     

等离子体增强化学气相沉积氮化碳薄膜过程中的光学发射谱研究

利用光学发射谱技术对直流辉光放电等离子体增强的化学气相沉积氮化碳薄膜过程中的等离子体进行了原位诊断，结果表明主要的辐射有N2的第二正系跃迁、N2^ 的第一负系跃迁、CN和NH的紫外跃迁。研究了气源中氢气含量、放电电流及沉积气压的变化对N2（337.1nm)，N2^ (391.4nm)和CN(388.3nm)辐射强度的影响，并在此基础上探讨了这几种跃迁的激发机制，其结果为氮化碳合成中优化沉积参数、控制实验过程提供了依据。     

高压射频等离子体增强化学气相沉积制备高效率硅薄膜电池的若干关键问题研究

报道了采用高压射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD) 制备高效率单结微晶硅电池和非晶硅/微晶硅叠层电池时几个关键问题的研究结果, 主要包括: 1)器件质量级本征微晶硅材料工艺窗口的确定及其结构和光电性能表征; 2)孵化层的形成机理以及减小孵化层的有效方法; 3)氢稀释调制技术对本征层晶化率分布及其对提高电池性能的作用; 4)高电导、高晶化率的微晶硅p型窗口层材料的获得, 及其对减小微晶硅电池p/i界面孵化层厚度和提高电池性能的作用等. 在解决上述问题的基础上, 采用高压RF-PECVD制备的单结微晶硅电池效率达8.16%, 非晶硅/微晶硅叠层电池效率11.61%.     

纳米TiO_2薄膜的低温等离子体制备技术

以四氯化钛为源物质,氩气为载气,氧气为反应气体,利用低温等离子体增强化学气相沉积在硅基表面制备出了TiO2薄膜。使用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪等检测分析表征TiO2薄膜的性能与性质,并探讨了工艺条件如基片材料、沉积时间和基片温度对薄膜性能的影响。结果表明:制备的薄膜表面光滑均匀,结构致密,最小晶粒尺寸约15 nm;薄膜的晶型主要依赖于沉积温度,低于300℃沉积的薄膜是无定形的,300℃之上沉积的薄膜是锐钛矿结构。     

Selective growth, characterization, and field emission performance of single-walled and few-walled carbon nanotubes by plasma enhanced chemical vapor deposition

Single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and few-walled carbon nanotubes (FWCNTs) have been selectively synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition at a relative low temperature (550 °C) by tuning the thickness of iron catalyst. The parametric study and the optimization of the nanotube growth were undertaken by varying inductive power, temperature, catalyst thickness, and plasma to substrate distance. When an iron film of 3-5 nm represented the catalyst thickness for growing FWCNT arrays, SWCNTs were synthesized by decreasing the catalyst thickness to 1 nm. The nanotubes were characterized by field emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and Raman spectroscopy. Electron field emission properties of the nanotubes indicate that the SWCNTs exhibit lower turn-on field compared to the FWCNTs, implying better field emission performance.     

热退火对等离子体增强化学气相沉积SiCOH薄膜结构与性能的影响

热退火是多孔低介电常数薄膜制备过程中的重要一环, 对薄膜结构及性能具有重要影响. 本文以四乙氧基硅烷和双戊烯为前驱体, 采用等离子体增强化学气相沉积方法制备了SiCOH薄膜, 对其进行了氮气氛围下的热退火处理, 分析了热退火对薄膜结构与性能的影响, 探究了退火过程中薄膜结构变化的可能的反应机理. 傅里叶变换红外光谱和固体核磁共振谱结果表明, 沉积薄膜是一种有机无机杂化薄膜. 退火过程中, 薄膜中的-CH₂, -CH₃等有机组分被分解除去, 形成了以稳定的Si-O-Si等无机组分为骨架的多孔结构, 并通过氮气吸附/脱附等温线测试得到了验证. 在此期间, 薄膜骨架微结构亦发生一系列调整, C=C, Si-C含量增加, Si、O、C等元素间发生进一步键合. C=C 含量的提高, 使得薄膜的消光系数和漏电流密度增大. 实验证明, 退火后薄膜具有低折射率、低介电常数特性, 是一类具有优异的介电性能和力学性能的材料, 作为芯片后端互连层间介质具有极大的应用潜力.     

甚高频等离子体增强化学气相沉积大面积平行板电极间真空电势差分布研究

采用二维准平面电路模型研究了甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)大面积平行板电极间真空电势差分布.计算结果表明：随平行板电极尺寸增加和激发频率提高,电势驻波效应成为影响电极间电势差非均匀分布的重要因素.在尺寸为1.2m×0.8m的大面积平行板电极上应用40.68和60MHz两种激发频率,通过功率馈入点数量和位置优化,计算获得非均匀性分别为±2.5%和±5.5%的真空电势差分布.这些数值计算结果为大面积平行板电极在VHF-PECVD中应用提供了重要的理论指导. 关键词： 二维准平面电路模型 甚高频等离子体增强化学气相沉积 电势驻波效应     

Deposition of SiOx layer by plasma-enhanced chemical vapor deposition for the protection of silver (Ag) surfaces

Silver surfaces have been treated with plasma-enhanced chemical vapor deposition to produce SiO₂-like coatings for possible applications in the jewelry industry. Different experimental conditions have been tested in order to optimize the protective effectiveness of the deposited layers. Samples were analyzed with optical and scanning electron microscopy and energy-dispersive spectrometry.     

采用空心阴极放电等离子体化学气相沉积方法制备a-CH薄膜

研究了不同衬底-阴极距离、直流电压和H2流量对a-CH薄膜沉积速率的影响。结果表明：衬底-阴极距离必须大于0.5cm,随着该距离的增加,薄膜的沉积速率减少;直流电压达550V时沉积速率最大;随着H2含量的增加,CH4含量相对减少,沉积速率随之降低。用AFM观察了以该方法制得的448.4nm CH薄膜的表面形貌,表面粗糙度约为10nm。最后测出了不同条件下CH薄膜的UV-VIS谱,由此可以计算得到薄膜的禁带宽度及折射率。     

Characterization and application of cerium fluoride film in infrared antireflection coating

Cerium fluoride (CeF₃) thin films were evaporated to the germanium substrates at different substrate temperature from 100 °C to 250 °C. Structural and optical properties were characterized by X-ray diffraction (XRD), scan electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The morphology of samples deposited at different temperature can be closely related to preferred orientation. The infrared optical constants were obtained by fitting the transmission spectrum using Lorentz oscillator model. A simple example for fabrication of long-wave infrared broadband antireflection coating was also presented.     

线性微波化学气相沉积制备SiNx薄膜的微结构及光学性能研究

利用自主研发的线性微波化学气相沉积系统在不同微波功率、微波占空比、基片温度、特气比例条件下制备了SiN_x薄膜. 通过扫描电子显微镜、椭圆偏振仪等表征测量技术, 研究了不同工艺参数对SiN_x薄膜表面形貌、元素配比、折射率、沉积速度的影响, 并探讨了薄膜元素配比、折射率、沉积速度间的关系. 结果表明: 利用线性微波沉积技术, 不同工艺参数下制备的SiN_x薄膜组成元素分布均匀, 同时具有平整的表面状态; 特气比例和微波占空比是影响薄膜折射率的最主要因素, 薄膜折射率在1.92–2.33之间连续可调; 微波功率、微波占空比、沉积温度、特气比例都对SiN_x 薄膜沉积速度影响较大, 制备的SiN_x薄膜最大沉积速度为135 nm·min^-1.     

沉积参数对SiNx薄膜结构及阻透性能的影响

利用直流脉冲磁控溅射法在室温下制备无氢SiN_x薄膜.通过傅里叶变换红外光谱、台阶仪、紫外—可见分光光度计、接触角测量仪、透湿测试仪等表征技术,分析了N₂流量、Si靶溅射功率等实验参数对SiN_x薄膜成分、结构、及阻透性能、透光性能、接触角等性能的影响.研究结果表明,Si靶溅射功率固定时,在低N₂流量条件下,或N₂流量固定时,在高Si靶溅射功率条件下,制备的SiN _{关键词： x}')" href="#">SiN_x 磁控溅射 微观结构 阻透性能     

Low-temperature growth of high-Tc superconducting films by plasma-enhanced metal-organic chemical vapor deposition

Plasma-enhanced MOCVD in which metal-organic compounds are sublimated directly into the growth chamber is studied for the first time as a new low-temperature process for growing superconducting YBa₂Cu₃O-_-x thin films. Y(THD)₃, Ba(THD)₂, Cu(THD)₂ and oxygen are used as metal sources and oxydizing agent. Emission spectroscopy reveals that activated metal-organic compounds and activated oxygen species are present during film growth. Superconducting YBa₂Cu₃O_7-x films whose zero-resistivity temperature are 50 K and 82 K are grown at 550°C and 600°C.