氮掺杂p型MgxZn1-xO薄膜的制备及其表征

采用不同氮分压（RN2）的氩气和氮气混和气体溅射Mg0．18Zn0.82O合金靶材,在石英衬底上生长了MgxZn1-xO（MgZnO）合金薄膜,研究了氮分压对薄膜组分、结构和光学、电学性质．结果表明：薄膜中的Mg含量（x）随着RN2的增加呈线性增加,导致其结构和光学带隙（Eg）随氮分压变化．Mg含量随氮分压的变化归因于：当氮分压增加时,与N反应形成NO2的O原子数目增加,导致与Mg、Zn反应的O原子数目减少．而Mg比Zn优先与剩下的O原子结合形成MgO,导致只有部分Zn能够跟O结合形成ZnO．未反应的Zn将以原子的形式沉积到衬底上继而因高的衬底温度发生二次蒸发离开衬底,导致薄膜中Zn含量减小,即Mg含量增大．当对由氮分压不为零制备的高阻MgZnO薄膜进行真空退火后,薄膜呈p型导电,说明这种p型导电与氮掺杂有关．本文讨论了Vegard定理用于估算MgZnO中Mg含量的正确表达式．     

热流计SiO_2热阻层离子束溅射制备及耐热性研究

薄膜热阻式热流计具有响应速度快、结构微型化以及量程广、输出大等优点,是当前使用最广泛的热流传感器.热阻层SiO_2膜层与基底材料的结合性能对于热流计的高可靠性来说十分重要,而膜层特性与溅射沉积参数、后期热处理技术之间密切相关.因此,该文围绕离子束溅射SiO_2薄膜作为热流计热阻层材料,对不同镀膜时间、热处理工艺之后膜层的表面成分、形貌以及与基底结合强度进行了研究分析.研究发现,550℃热处理能够有效改善膜层的结合力,离子束溅射制备的SiO_2薄膜热阻层在高温循环考核的环境下依然保持了较强的结合力.     

氩离子辅助轰击对激光烧蚀法制备非晶碳膜的影响

离子辅助轰击能有效改善非晶碳 (a -C)膜的质量 .用脉冲激光 ( 5 32nm ,3.5× 10 8W cm2 )烧蚀石墨靶 ,同时用Ar+轰击膜面 ,在Si( 10 0 )衬底上沉积a -C膜 .用扫描电镜和喇曼光谱对膜结构作了分析 .结果表明 :在较低气压和较高的射频功率下制备的a -C膜质量较好 ,同时 ,激光重复频率对膜生长也有显著影响     

氮化钛离子涂镀技术

<正> 近几年来,利用钛、氮化钛及碳化钛作为表面镀层材料,以增加刀具及磨擦另件的抗磨损能力,取得了良好的效果,其中又以氮化钛效果最好。镀氮化钛的方法很多,已在应用的有化学方法、物理方法、电子蒸发法、离子轰击法及离子涂镀法等。其中又以近几年新发展起来的离子涂镀法优点最多,引起了人们的注意。氮化钛离子涂镀技术的主要机理是:将若干块金属钛悬挂于密闭室的四周,在密闭室的壁与金属钛之间,始终存在电弧放电。在电弧的局部高温作用下,固体金属钛直接变为蒸气。这一变为蒸气的过程,几乎是在瞬间完成的。并使钛离子获得了很大的能量。离子     

电沉积硫化镉纳米膜的形态结构

采用电沉积法在表面活性剂和电解液的液-液界面制备CdS纳米薄膜,硫化镉纳米膜是由50～60 nm的球形颗粒构成.透射电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射对纳米膜进行分析表明,制备的硫化镉纳米膜是由六方和立方混合相的CdS和六方相金属Cd组成,Cd与CdS的摩尔比近似1:3.由于表面效应导致纳米晶粒的晶格常数增大,晶格发生膨胀.     

氮气流量对磁过滤沉积AlN 纳米薄膜显微组织与性能的影响

AlN薄膜具有优良的绝缘性能和力学性能,被广泛应用于微电子领域的绝缘耐压涂层采用离子注入结合磁过滤等离子体沉积技术,氮气流量为30~90 sccm,在304不锈钢和环氧玻璃纤维板上制备硬质AlN纳米涂层采用XPS、AFM、XRD和SEM分析AlN纳米涂层的成分、表面形貌及结构采用纳米硬度计、介电谱仪以及兆欧级电阻表研究涂层的力学和电学性能结果表明,制备的AlN纳米薄膜结构致密、表面光滑随氮气流量的增加,薄膜由强 (100) 择优取向转变为 (100)、(002) 和 (102) 任意取向生长AlN纳米薄膜的纳米硬度、H/E*、H3/E*2先增加后减小,而电导率逐渐下降,阻抗逐渐增加氮气流量为60 sccm时,AlN纳米涂层具有优良的力学性能和电学性能     

掺氮类金刚石薄膜的微观结构和红外光学性能研究

采用俄歇电子能谱、原子力显微镜、拉曼散射分析、傅里叶红外光谱和红外椭圆偏振光谱等设备,对射频等离子增强化学气相沉积法制备的掺氮类金刚石薄膜的微观结构和红外光学性能进行了研究.结果表明,薄膜中氮含量随工艺中氮气/甲烷流量比的增加而增加并趋于饱和.光谱中CH键吸收峰(2859~3100cm^-1)逐渐消失,而且CNH键(1600cm^-1)、C≡N键(2200cm^-1)和NH键(3250cm^-1)对应的红外吸收峰强度随氮含量的增加而增加.拉曼散射中G峰向小波数方向位移和峰值展宽的现象说明薄膜中形成了非晶的氮化碳结构,与原子力显微镜显示的薄膜中富氮的非晶纳米颗粒相对应.偏振光谱分析认为,富氮纳米颗粒的存在导致了薄膜在红外波段折射率由1.8降低到1.6.     

不同表面活性剂对电沉积半金属Bi膜的影响

采用电沉积方法在氧化铟锡玻璃（ITO）基板上制备出Bi薄膜,研究了阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDS）以及非离子表面活性剂（Brij56）对Bi3＋的循环伏安行为、Bi膜的结构以及表面形态等的影响.通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对Bi膜的表面结构形态进行了表征.结果表明,Brij56对Bi纳米颗粒的形态影响较小,以CTAB和SDS为添加剂可分别获得片状和树枝状结构的Bi纳米颗粒.     

硅衬底温度对金刚石薄膜品质影响

采用PCVD法制备金刚石薄膜的设备研究硅衬底温度变化对沉积金刚石薄膜品质的影响.实验发现,温度从750℃增加到950℃的过程中,随着硅衬底温度上升,金刚石薄膜的质量先变好,生长速率减小;850℃质量达到最好,生长速率降到最低;850℃后质量开始变差,生长速率增加;950℃膜由反聚乙炔构成.随着硅衬底温度增加,氢原子刻蚀作用逐渐增大且愈加集中,膜表面空洞缺陷和晶界缺陷增加.综合考量,金刚石薄膜的品质先变好后变差.     

锂掺杂氧化锌薄膜晶体管的研究

采用溶胶凝胶法(sol-gel)在P型硅基底制备了锂掺杂氧化锌薄膜.以锂掺杂氧化锌薄膜为沟道层,制备了底栅结构的薄膜晶体管.XRD实验结果表明,500℃退火得到的锂掺杂氧化锌薄膜为纤锌矿结构,具有c轴择优取向.SEM实验结果说明,薄膜晶粒大小约为25nm,尺度分布均匀.电学测试结果显示器件是N沟道增强型.     

电压对氮掺杂TiO_2/Ti光催化剂在可见光下催化性能的影响

为拓展TiO2对可见光的响应范围,采用先恒流再恒压的阳极氧化法制备了TiO2/Ti光催化剂,并运用等离子体基离子注入(PBII)技术对TiO2/Ti光催化剂进行了氮的掺杂改性研究。通过SEM和XRD对不同电压下制备的氮掺杂TiO2/Ti光催化剂进行了分析。结果表明,TiO2氧化膜粗糙多孔,主要是由锐钛矿相和金红石相组成,其最佳的制备电压为160V,离子注入条件为-30kV,4×105N.cm-2。氮元素主要以三种形态存在于TiO2的薄膜上,即原子β-N、分子γ-N和O-Ti-N。在可见光的照射下与未掺杂的TiO2/Ti光催化剂相比,氮掺杂的TiO2/Ti光催化剂表现出较好的光催化活性,其对罗丹明B的去除效率提高了12%。     

用原子力显微镜观察金刚石膜核化过程

对衬底负偏压热灯丝ＣＶＤ金刚石膜核化过程进行了研究。利用原子力显微和扫描电子显微镜观察和分析结果表明,在衬底负偏压下正离子对Ｓｉ衬底表面轰击导致产生了大量的小坑几尖劈端,以此作为核化点,从而促进了核化过程。     

溶胶-凝胶法制备的BaTiO3薄膜表面态

用溶胶-凝胶法和快速退火工艺在SiO₂/Si(111)基片上生长了钙钛矿结构BaTiO₃薄膜.用X射线光电子能谱技术(XPS)和角分辨X射线光电子能谱技术(ARXPS)研究了薄膜的表面化学态以及最顶层的原子种类和分布状况,结果显示在热处理过程中薄膜表面形成一层富含BaO的非计量钛氧化物层,并且钡-钛原子浓度比随着探测深度的增大而逐渐减小.     

强脉冲电子束引发气相沉积过程的研究

近年来,随着等离子体技术的迅速发展,等离子体化学气相沉积在微电子、超导、光纤通讯等新技术领域里被广泛用于材料表面改性,制备各种具有特殊性能的薄膜等.作者在这方面作了一些有意义的工作.本文将介绍一种类似于激光产生化学气相沉积的新手段,即在低压气体环境中,利用强脉冲电子束轰击靶物质,在衬底表面生成固体薄膜的实验结果,以及用AES,ESCA.电子显微镜等分析手段观察,探讨样品表面的化学组成和结构变化.     

Co与掺杂Si固相反应形成CoSi2接触pn结及反应过程中As的行为研究

研究经扩散或离子注入掺B、P、As的硅表面上形成自对准CoSi_2薄膜接触和pn结技术.采用离子束溅射Co膜和Co/Si快速热处理(RTP)固相反应形成CoSi_2薄膜.在掺杂Si上形成CoSi_2薄膜以后,薄层电阻可下降一个数量级.对AS离子注入样品中,研究了不同硅片热处理工艺对As在Co/Si反应过程中再分布的影响.实验结果表明,对于CoSi_2形成之前杂质先经激活退火的硅样品,As在Co/Si固相反应过程中发生显著的“雪犁”效应,而在CoSi_2形成之前未经激活退火的样品,在杂质激活和Co/Si固相反应共退火过程中,As的行为则有明显不同.扩展电阻和电学测试表明,用这两种不同热处理工艺,在CoSi_2/Si界面处均可获得较高的载流子浓度,形成的CoSi_2接触pn结具有良好的二极管I-V特性,其反向漏电流明显小于对比实验的Al/Si接触pn结.     

硼离子注入对硅基Si3N4薄膜驻极体性质的影响及力学性能的改善

利用硼离子B⁺注入方法来改善Si₃N₄薄膜的力学性质,并就B⁺注入对Si₃N₄薄膜驻极体性质的影响进行了较为系统的研究.实验结果表明,B⁺注入能够有效地降低薄膜的内应力,而对薄膜的驻极体性质有不利的影响;用化学表面修正能够在一定程度上提高材料的抗恶劣环境能力。     

氟离子辐照对聚四氟乙烯基底上金属薄膜附着力的影响

用6 MeV的氟离子对淀积在聚四氟乙烯基底上的In、Sn、Al、Cu、Pd和Ni等金属薄膜进行了一定剂量范围的辐照,测定了发生增强附着效应的阈剂量值.结果表明,阈剂量的大小和膜材料的弹性模量及电子阻止本领有关.据此提出了一个增强附着效应起因于膜内应力变化的假设.应用这一假设解释了一些与增强附着效应相关的现象.     

反应磁控溅射制备TiAlVN薄膜及性能研究

利用反应磁控溅射技术,通过调节N2流速在单晶硅(n-110)表面制备了不同N含量的氮化铝钛钒(TiAlVN)薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、纳米压入、X射线光电子能谱(XPS)和Autolab type3型电化学工作站等方法,分别对薄膜断面形貌、力学性能、N元素成分含量及电化学腐蚀性能进行了测试。结果表明,薄膜呈明显的柱状生长方式,且薄膜生长速度随N2流速增加而单调降低;同时,当N2流速为15sccm时,薄膜具有最高的硬度,为15.7GPa。随着N2流速的进一步增加,薄膜的硬度先减小后增大;此外,当N2流速为30sccm时薄膜具有良好的电化学腐蚀性能。