SiO2上共溅射W-Si薄膜退火后的X射线衍射研究

用一个W-Si混合靶源,以直流磁控溅射在SiO₂上共溅射一层W-Si薄膜后,进行500—1000℃,15s的真空快速热退火,发现薄层电阻随退火温度出现一反常的极大值。用转靶X射线衍射研究分析了这一反常现象。在直至1100℃高温退火的样品中发现薄膜中存在W₅Si₃。它对薄层电阻有一定的贡献。 关键词：     

真空退火对L1_0-CoPt薄膜结构、磁性及表面形貌的影响

本文利用磁控溅射的方法制备了L1_0-CoPt薄膜,研究了不同退火条件对薄膜结构、磁性以及表面形貌的影响.通过优化退火温度、保温时间以及升温速率,制备出了具有大矫顽力、高矩形比、粗糙度小的垂直各向异性L1_0-CoPt薄膜.实验发现,较高的退火温度有利于克服CoPt薄膜有序化转变所需要的能量,同时适当延长退火时间可以提高CoPt薄膜的扩散系数,从而促使无序相fcc转化为L1_0有序相fct结构.此外,退火过程中减缓升温速率可以有效减小薄膜粗糙度,从而形成平整连续膜.     

含纳米锗粒二氧化硅薄膜的光致发光研究

以锗-二氧化硅(GSO)复合靶作为溅射靶，改变靶上锗与总靶面积比为0%，5%和10%，用射频磁控溅射方法在p型硅衬底上淀积了含锗量不同的三种二氧化硅薄膜.各样品分别在氮气氛中经过300至900℃不同温度的退火处理.通过对样品所作Raman散射光谱的分析，发现随着锗在溅射靶中面积比的增加，所制备的氧化硅薄膜中纳米锗粒的平均尺寸在增大.确定出随着退火温度由600℃升高到900℃，GSO(5%)样品中纳米锗粒的平均直径由5.4nm增至9.5nm.含纳米锗粒大小不同的二氧化硅薄膜的光致发光谱中都存在位于2.1eV     

相变记录介质GaSb薄膜的光学性质、微观结构及其记录性质

本文系统地研究了热致相变对射频磁控溅射的GaSb薄膜光学性质和微观结构的影响.发现在270℃左右具有连续无序网络结构的非晶GaSb薄膜发生相变,转变为具有立方晶系的多晶薄膜,其晶格常数为α_0=0.6095nm,相变后薄膜的吸收减小,GaSb薄膜的光能隙由0.7eV升高为0.94eV.用精密四探针法测量了GaSb薄膜电阻随温度变化的过程.给出了GaSb薄膜的一次写入记录特性,研究了光致晶化记录畴的微结构.     

超高温度系数V0.97W0.03O2多晶薄膜的制备研究

将V2O5粉体与WO3粉体均匀混合并压制成靶,用离子束增强沉积加后退火技术在SiO2衬底上制备掺钨VO2多晶薄膜.X射线衍射表明,薄膜取向单一,为VO2结构的[002]相,晶格参数d比VO2粉晶增大约0.34%;薄膜从半导体相向金属相转变的相变温度约28℃;室温(300K)时的电阻-温度系数(TCR)可大于10%/K,是目前红外热成像薄膜TCR的四倍.W离子的半径大于V离子的半径,W的掺入在薄膜中引入了张应力,使薄膜相变温度降低到室温附近,是IBEDV0.97W0.03O2薄膜的室温电阻温度系数提高的原因.     

原位退火温度对Mg_2Si薄膜结构及方块电阻的影响

采用磁控溅射法和原位退火工艺在钠钙玻璃衬底上制备Mg_2Si半导体薄膜.首先在钠钙玻璃衬底上依次溅射一定厚度的Si、Mg薄膜,冷却至室温后原位退火4h,在400~600℃退火温度下制备出一系列Mg_2Si薄膜样品.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对Mg_2Si薄膜样品的晶体结构和表面形貌进行表征,利用四探针测试仪测试薄膜样品的方块电阻,讨论了原位退火温度对Mg_2Si薄膜结构、表面形貌及电学性能的影响.结果表明,采用原位退火方式成功在钠钙玻璃衬底上制备出单一相的Mg_2Si薄膜,退火温度为550℃时,结晶度最好,连续性和致密性最强,方块电阻最小.这对后续Mg_2Si薄膜器件的设计与制备提供了重要的参考.     

溶胶-凝胶法制备MgxZn1-xO薄膜的结构及光学特性

用溶胶-凝胶法制备了一系列的Mg_xZn_1-xO(0≤x≤0.3)薄膜,并用X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)研究了不同的退火温度和Mg的掺杂含量对Mg_xZn_1-xO薄膜的结构和光学性质的影响.研究表明:Mg_xZn_1-xO薄膜为单相六角纤锌矿结构,并且具有沿c轴的择优取向;发现了中间热处理温度为350℃的Mg_xZn_1-xO薄膜退火温度的转折点为700℃,低于这个温度时随退火温度的升高,(002)衍射峰强度增强且掺Mg的薄膜既有紫外光又有绿光发射;800℃退火时,薄膜的(002)衍射峰强度减小,出现了(100)和(101)衍射峰,且掺Mg的薄膜只有紫外发光峰.不同的掺杂浓度对于发光也有影响,低于700℃退火时,ZnO薄膜只出现紫外发光峰,掺Mg的薄膜却出现了紫外和绿光两个发光峰.     

纳米Si-SiO_x和Si-SiN_x复合薄膜的低温制备及其发光特性

用等离子体增强化学气相沉积法在低温 (低于 5 0℃ )衬底上沉积Si SiOx 和Si SiNx 复合薄膜 ,可得到平均颗粒尺寸小至 3nm的高密度 (最高可达 4 0× 10 1 2 cm- 2 )纳米硅复合薄膜 .5 0 0℃快速退火后 ,这种复合薄膜显现出优异的可见光全波段光致发光特性 .通过比较相同条件下所制备的纳米Si SiOx 和Si SiNx 复合薄膜的光致发光效率 ,发现纳米Si SiNx 具有更为优异的光致发光效率 ,这一点在可见光短波区表现得尤为显著     

二氧化钒薄膜的低温制备及其性能研究

针对VO₂薄膜在微测辐射热计上的应用，采用射频反应溅射法，在室温下制备氧化钒薄膜；研究了氧分压对薄膜沉积速率、电学性质及成分的影响.通过调节氧分压，先获得成分接近VO₂的非晶化薄膜，再在400℃空气中氧化退火，便可制得高电阻温度系数，低电阻率的VO₂薄膜，电阻温度系数约为-4%/℃，薄膜方块电阻为R_□为100—300kΩ；薄膜在室温下沉积，400℃下退火的制备方法与微机电加工(micro electromechanic 关键词： 二氧化钒 电阻温度系数 氧分压 射频反应溅射法     

退火对ZnO薄膜晶体结构和ZnO/p-Si异质结光电性质的影响

采用脉冲激光沉积方法在p-Si(100)衬底卜牛长ZnO薄膜,分别在500℃、600℃和700℃下真空退火,采用X射线衍射仪研究了退火对ZnO薄膜品体结构的影响,并测量了ZnO的面电阻和ZnO/p-Si异质结的、I-V特性曲线.研究表明,随着退火温度的升高,ZnO的(002)衍射峰强度逐渐增大,半峰全宽不断减小,同时薄膜内应力减小,ZnO晶粒尺寸变大.表明高温退火有助于ZnO薄膜结晶质量的提高.在没有光照的条件下,异质结的漏电流随退火温度的增加而增大;用650 nm光照射样品时,600℃退火的样品表现出最明显的光电效应,而过高的退火温度会破坏ZnO/p-Si异质结的界面结构,使其光电流变小.所以,要得到性能良好的光电器件,应选取适当的退火温度.     

热处理对MgO基片的表面形貌以及对CeO_2和Tl-2212薄膜生长的影响

研究了MgO基片在高温退火时表面形貌和表面结构的变化,以及它对CeO2缓冲层和Tl-2212超导薄膜生长的影响。原子力显微镜(AFM)研究表明,在流动氧环境中1100℃温度下退火,MgO的表面首先由未退火时的皱褶形貌,演化为光滑表面,随着退火时间的延长,表面形貌最终演化为具有光滑基底的独立生长峰结构。XRD测试表明,通过高温热处理可以大幅度提高MgO基片表面结晶的完整性。在1100℃温度下热处理8小时的MgO基片上可以生长出具有高度c轴取向的CeO2(001)缓冲层。然后在此缓冲层上制备了厚度为500nm的外延Tl-2212超导薄膜,其临界转变温度(Tc)达到108.6K,液氮温度下临界电流密度(Jc)为2.8mA/cm2,微波表面电阻Rs(77K,10GHz)约为360.9μΩ。     

Crystallization of sputter deposited amorphous metal thin films

We have studied the crystallization of DC sputter deposited amorphous W-Si alloys under three separate conditions: free standing films, amorphous films deposited on Si substrates, and films with one of four different overlayers. In the case of the free standing films the crystallization temperature versus composition was measured by differential thermal analysis (DTA) for films with Si contents from 5 at% to 38 at%. Films with Si concentrations of 38% to 22% were amorphous as deposited, while those with less Si were crystalline. The crystallization temperature was a strong function of composition with a maximum T_c of 915°C (at a heating rate of 20 K/min) in alloys with 28% Si. Overlayers of W, Cu, Au and Al were investigated. Both the W and Cu overlayers had little effect on the stability of the underlying W-Si, while both the Au and Al reduced the crystallization temperature by at least 100°C. The results reported here reinforce the observation that the choice of overlayer plays a critical role in determining the overall stability of metallization systems that include amorphous layers as diffusion barriers.     

退火对磁控溅射HfSi_xO_y薄膜光学性质的影响

采用射频反应磁控溅射方法在硅衬底制备了HfSixOy薄膜,用X射线光电子能谱(XPS)分析了HfSixOy薄膜的成分,用X射线衍射(XRD)检测了薄膜的结构,并用椭圆偏振光谱仪研究了退火处理对薄膜光学性质的影响。XRD谱显示,HfSixOy薄膜经700℃高温退火处理后仍为非晶态,而在900℃高温退火处理后出现晶化。采用Tauc-Lorentz(TL)色散模型对测试得到的曲线进行拟合并分析得出薄膜的光学常数,结果表明,薄膜的折射率随退火温度的升高而增加,而消光系数随退火温度的升高呈降低趋势。薄膜的光学带隙随着退火温度的升高增加,采用外推法得到薄膜沉积态和经500℃,700℃,900℃退火后的带隙分别为5.62,5.65,5.68,5.98eV。     

不同退火条件对纳米多孔氧化铝薄膜光致发光的影响

以草酸为电解液,采用二次阳极氧化法制备出了纳米多孔氧化铝薄膜,经不同退火温度和退火气氛处理氧化铝薄膜后,通过分析其光致发光光谱得出：相同的退火气氛中, 退火温度T≤600 ℃ 时,T=500 ℃具有最大的光致发光强度;退火温度T≥700 ℃时,随着退火温度的升高,样品的发光强度增大。在不同的退火气氛中,多孔氧化铝薄膜随着退火温度的升高,发光峰位改变不同,即在空气中退火处理后,随着退火温度的升高,发光峰位蓝移,而在真空中退火处理后,发光峰位并不随退火温度的升高而变化;通过对1 100 ℃高温退火处理后的氧化铝薄膜的光致发光曲线的高斯拟合,可以看出,经退火处理后的多孔氧化铝,主要存在三个发光中心,发光曲线在350～600 nm范围内对应三个发射峰, 发射波长分别为387,410,439 nm。相同的退火温度下,空气中退火得到的氧化铝薄膜的光致发光强度大于真空中退火处理后的氧化铝薄膜。基于实验结果,结合X射线色散能谱(EDS)、红外反射光谱等表征手段,探讨了多孔氧化铝薄膜的发光机制,并对经过不同退火条件得到的多孔氧化铝薄膜的光致发光特性的改变做出了合理的解释。     

多层溅射制备Wsix/Si薄膜的电阻率特性研究

利用多层溅射技术制备了ＷＳｉ_x／Ｓｉ薄膜，然后测量其平面电阻的退火行为，发现平面电阻在６００－７００℃之间退火后有陡降，这对应于非晶ＷＳｉ_x薄膜中Ｗ₅Ｓｉ₃四角相的形成。ｘ射线衍射和慢正电子湮没测量也证实了这一点。认为薄膜电阻率的突变反映了导电机制的变化，它和薄膜结构的变化有很好的对应关系。 关键词：     

不同退火温度下晶化硅薄膜的电学输运性质

采用等离子体化学气相沉积技术制备氢化非晶硅薄膜,经过不同温度下的热退火处理,使薄膜由非晶结构向晶化结构转变,得到含有纳米晶粒的晶化硅薄膜.在晶化过程中,采用Raman技术对样品的结构进行表征.通过变温电导率的测试,对薄膜的电学输运性质进行了分析.研究结果表明：退火温度为700 ℃时,样品中开始有纳米晶形成,随着退火温度的增加,样品的晶化比增大,在1000 ℃时,薄膜的晶化比达到90%以上.在700 ℃退火时,薄膜中晶化成分较低,载流子的传输特性主要受到与硅悬挂键有关的缺陷态影响,表现为带尾定域态的跳跃电导 关键词： 氢化非晶硅 退火 纳米硅 电输运     

Influences of annealing on structural and compositional properties of Al_2O_3 thin films grown on 4H–SiC by atomic layer deposition

Annealing effects on structural and compositional performances of Al_2O_3 thin films on 4H–Si C substrates are studied comprehensively. The Al_2O_3 films are grown by atomic layer deposition through using trimethylaluminum and H_2 O as precursors at 300?C, and annealed at various temperatures in ambient N_2 for 1 min. The Al_2O_3 film transits from amorphous phase to crystalline phase as annealing temperature increases from 750?C to 768?C. The refractive index increases with annealing temperature rising, which indicates that densification occurs during annealing. The densification and grain formation of the film upon annealing are due to crystallization which is relative with second-nearest-neighbor coordination variation according to the x-ray photoelectron spectroscopy(XPS). Although the binding energies of Al 2p and O 1s increase together during crystallization, separations between Al 2p and O 1s are identical between as-deposited and annealed sample, which suggests that the nearest-neighbour coordination is similar.     

磁控溅射制备纳米TiO2半导体薄膜的工艺研究与光谱分析

通过射频反应磁控溅射在玻璃基片上制备TiO2薄膜。采用X射线衍射仪和Raman光谱仪研究退火温度对薄膜晶体结构的影响;还探讨了磁控溅射氧分压对薄膜性能的影响。结果表明：磁控溅射制备的薄膜在不同温度下退火。300℃退火时薄膜没有结晶;400℃退火出现锐钛矿结构;500℃退火后薄膜锐钛矿结构更完善,（101）方向开始优先生长,是因为锐钛矿结构更完整。随着退火温度的升高晶粒长大拉曼光谱出现红移,拉曼光谱所反应的锐钛矿信息增强,500℃退火时197cm-1出现了Eg振动模式。和标准的单晶TiO2体材料相比,拉曼峰位置都略有红移是纳米量子尺寸效应造成的。氩氧比分别为9∶1、7∶3和6∶4溅射制备的薄膜通过400℃退火后的XRD衍射谱没有明显的区别,但拉曼光谱显示氩氧比为7∶3时结晶要完善些。