多层溅射方法制备WSix／Si薄膜技术研究

采用多层溅射技术制备了不同成分的ＷＳｉｘ／Ｓｉ薄膜，然后利用真空退火形成硅化钨．对用此技术制备的难熔金属硅化物的结构特性、电学特性和氧化特性进行了系统的研究．结果表明这种技术具有以下特点：可以通过控制成分得到不同晶格结构的硅化物薄膜，可在硅衬底上形成浅接触，还可以防止金属钨的氧化．     

改善a-Si太阳电池界面特性的新方法

本文介绍一种用非晶金属硅化物改善a—Sipin太阳电池TCO/p界面特性的新方法.文章中详细讨论了载流子的传输模型并给出了一系列的实验数据.利用这种方法,用单反应室等离子体CVD装置使a—Si电池的短路电流提高了10%以上,并已获得10.6%的转换效率.     

Si上Ge薄膜特性研究

为了克服Ge雪崩光电二极管(APD)中因Ge的电子与空穴的碰撞离化系数相差不大带来的的较大噪声的缺点,拟研制一种新的器件--Ge/Si的吸收倍增分离雪崩光电二极管(SAM-APD). 先在n-Si衬底上用B+ 注入和分子束外延(MBE)2种方法分别形成p-Si,然后用MBE的方法在其上外延一层Ge膜.利用透射电镜、X光双晶衍射、Hall剥层测量等方法对Ge膜的单晶质量、电特性以及材料的p-n结特性做了分析比较,得到的结论是:Ge膜的单晶质量、电特性都比较好,直接生长的Ge膜的质量要优于经离子注入的Ge膜;但p-n结特性却是经离子注入的要好于直接生长的.     

混合液晶模板法合成六方介孔氧化硅分子筛

利用十烷基三甲基溴化铵（CTAB）与脂肪胺（C12H25NH2）混合表面活性剂作模板,正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,分别在碱性和酸性介质中,合成了具有六方介孔结构的氧化硅分子筛材料,XRD测试表明所合成材料具有高度的长程有序结构;N2吸附等温线展示了材料均一的介孔径分布,对反应物配比中混合中表面活性剂浓度、碱浓度和酸浓度对产物介孔相结构的影响进行了研究,实验发现当C12H25NH2／Si在0．0060－0．012范围,CTAB／Si在0．24时,均可在两种介质条件下合成出具有典型六方结构的MCM－41和SBA－3;碱性介质中TMAOH／Si在0．24时,均可在两种介质条件下合成出具有典型六方结构的MCM－41和SBA－3;碱性介质中TMAOH／Si＝0．144或酸性介质中HCl/Si=4－10时为较佳的酸碱合成条件。     

大束流Co离子注入形成CoSi2/Si Schottky结的特性

采用Schottky结源漏结构是克服传统MOSFET器件短沟效应的一种有效方法.不同于常规的固相反应形成硅化物的方法,该文利用金属蒸汽真空弧(MEVVA)离子源进行强流金属离子注入合成了金属硅化物CoSi2, 并首次对其与Si所形成的Schottky结特性进行了研究.结果表明850 ℃退火1 min后已形成CoSi2硅化物晶相,且结深易于控制.电流特性表明p型衬底得到了较好的Schottky结,势垒高度为0.48 eV, 理想因子为1.09, 而n型衬底形成的Schottky结的理想因子偏大,需进一步改进工艺.     

大束流Co离子注入形成CoSi_2/Si Schottky结的特性

采用 Schottky结源漏结构是克服传统 MOSFET器件短沟效应的一种有效方法。不同于常规的固相反应形成硅化物的方法 ,该文利用金属蒸汽真空弧 (MEVVA)离子源进行强流金属离子注入合成了金属硅化物 Co Si2 ,并首次对其与 Si所形成的 Schottky结特性进行了研究。结果表明85 0℃退火 1m in后已形成 Co Si2 硅化物晶相 ,且结深易于控制。电流特性表明 p型衬底得到了较好的 Schottky结 ,势垒高度为 0 .4 8e V,理想因子为 1.0 9,而 n型衬底形成的Schottky结的理想因子偏大 ,需进一步改进工艺     

具有纳米质点性质的MFI型硅沸石微细晶粒的合成及表征(英)

分别以白炭黑（Ⅰ）和硅溶胶（Ⅱ）为硅源，在（TPA）2O－Na2O－SiO2－H2O体系（TPA为四丙基铵）中，反应温度为60℃，合成了高结晶度纯硅沸石．用扫描电子显微镜（SEM）法测得的晶粒大小分别为0．20μm（Ⅰ）和0．45μm（Ⅱ）；用粉末X射线衍射（XRD）线宽法测得的晶粒大小为0．02μm．与高温（180℃）合成的硅沸石样品相比较，低温合成的微细晶粒硅沸石样品已具备纳米级材料的若干特性．微细晶粒硅沸石的正己烷吸附量和比表面都非常大．XRD谱，红外吸收光谱（FT－IR），29Si魔角固体核磁共振（29SiMASNMR）和热重分析（TG／DTG／DTA）的研究证明，微细晶粒硅沸石的结构破坏温度和单斜／正交对称性相转变温度明显地比高温合成的硅沸石低，硅羟基缺陷也明显地增加．0．20～0．45μm的微细晶粒硅沸石的比表面几乎与胶体质点相同，它的外表面积达100m2／g，中孔容积为0．10～0．12ml／g，平均孔径为2．6～2．7nm．这表明微细晶粒硅沸石实际上是纳米质点的结合体．     

难熔金属及硅化物薄膜制备技术研究

本文对难熔金属及其硅化物的形成、特性进行了研究．主要对难熔金属Mo、难熔金属硅化物TiSi2、PtSi2等进行了探讨．采用溅射难熔金属、热硅化反应的手段，对解决VLSI工艺的某些问题，如：解决由于MOS电路图形尺寸缩小带来的概电阻增大的问题以及采用硅化物（如PtSi2）一阻挡层（W、MO、Ti等）一Al多层金属布线、解决欧姆接触和铝的电迁移问题起了极好的作用．     

利用金属／绝缘本／半导体（MIS）结构研究IPN的介电常数

采用自制的制膜工具有n-型硅片上制备了互穿聚合物网络（IPN）绝缘层膜。用真空镀在IPN膜上蒸镀铝圆项电极形成了Al/IPN/n-Si(MIS)结构。在室温条件下测定了电容－电压（C－V）特性。根据测定的C－V特性曲线计算了IPN膜的介电常数。     

Si（313）表面电子结构特性的理论研究

利用形式散射理论的格林函数方法及紧束缚最近邻近拟下的sp^3s模型，首次计算了半导体Si的（313）高指数表面的表面电子结构。采用层轨道表象及表面投影技术，给出了（313）表面在二维布里渊区高对称点的波矢可分辨的电子态密度和表面投影能带结构。计算结果表明：（313）表面在－10eV到＋2eV的能区内存在6个主要的表面态。在此基础上讨论了各表面态的色散特性、轨道特性和局域特性等。     

Pd／c—Si界面反应研究

运用X 射线衍射(XRD)、Anger 电子能谱(AES)等方法研究了不同晶面取向的Si 衬底对Pd 硅化物薄膜形成的影响:在Si(111)衬底上,形成外延生长的Pd_2Si;在Si(100)衬底上,Pd_2Si 为择优取向的多晶.实验结果表明,在这两种Si 衬底上,Pd 硅化物有不同的形成温度和相转变温度.文中讨论了退火温度对Pd_2Si 的结构、组分和电阻率的影响,并应用热力学规律及界面作用过程解释了实验结果.     

金属／n型半导体（Au／n—GaN）肖特基势垒的研究

材料Au/nGaN在600度温度淬火后，利用电流－电压测量，XPS谱研究金Au和n型GaN半导体形成的接触势垒，电流－电压测量得到肖特基势垒平均高度和理想因子分别为1．24eV,1.03，理想因子为1．12的势垒最大高度为1．35eV，XPS数据表明：600度温度的淬火导致能带向上弯曲0．35eV，随着金的沉积在同一方向产生进一步的能带弯曲0．25eV，我们的结论可以用Cowley-Sze模型来解释，结合表明，在GaN表面有受主态密度。     

在中等阻值范围内NiCr-O系及Cr-Si系电阻薄膜的应用比较

合金成分、沉积条件以及热处理工艺是影响薄膜性能极其重要的因素,为便于电阻薄膜的合理选材,分析了应用于中阻值范围内的NiCr-O系及Cr-Si系溅射薄膜的膜层结构,对比了它们在热处理前后的电性能变化情况,并通过短期试验考核它们在应用中劣化的可能性.实验结果表明,经退火处理后,Cr-Si系溅射薄膜的膜层构成主要为非晶态基体及SiOx氧化物包围纳米级硅化物相,而NiCr-O系溅射薄膜的膜层主要由Cr2O3和原子范围短程有序的金属相组成;Cr-Si系电阻薄膜比NiCr-O系电阻薄膜致密稳定,前者在电性能方面具有抗电压击穿、耐潮湿等优点.     

不同衬底材料的ZnO／Si异质结I-V及光电特性

采用脉冲激光沉积(PLD)技术和微电子平面工艺,用不同表面掺杂的Si作为衬底制备了ZnO/Si异质结,并且以p-Si(p-)为衬底制备了ZnO(含Mn0.2%)/Si异质结、包含SiC缓冲层的ZnO/SiC/Si和ZnO(含Mn0.2%)/SiC/Si结构,测试了样品的XRD曲线、I-V特性曲线和P-E(光电响应)特性曲线.结果发现ZnO/n-Si结有很低的反向暗电流,SiC缓冲层能提高反向击穿电压,ZnO/p-Si(p )异质结能有较强的光电响应,ZnO/n-Si(n-)更适合作为大波段区间的光探测器.还发现波长470,480,490nm处类似于声子伴线的光谱结构.     

V掺杂CrSi2能带结构的第1性原理计算

 采用基于第1性原理的密度泛函理论(DFT)赝势平面波方法和广义梯度近似,计算了V掺杂CrSi₂体系的能带结构和态密度,计算结果表明,本体CrSi₂是具有ΔE_g=0.35eV狭窄能隙的间接带隙半导体,其费米面附近的态密度主要由Cr的3d层电子和Si的3p层电子的态密度决定;V替代Cr掺杂后,费米能级进入价带,费米面插在价带的中间,带隙变窄,且间接带隙宽度ΔE_g=0.25eV;掺杂后费米面附近的电子能态密度则由Cr的3d层电子、V的3d层电子和Si的3p层电子的态密度共同决定,掺杂后V原子成为受主,在价带顶附近贡献了一定数量的空穴,使掺杂后CrSi₂的导电类型变为p型,提高了材料的电导率.     

Growth of nanowire superlattice structures for nanoscale photonics and electronics

The assembly of semiconductor nanowires and carbon nanotubes into nanoscale devices and circuits could enable diverse applications in nanoelectronics and photonics. Individual semiconducting nanowires have already been configured as field-effect transistors, photodetectors and bio/chemical sensors. More sophisticated light-emitting diodes (LEDs) and complementary and diode logic devices have been realized using both n- and p-type semiconducting nanowires or nanotubes. The n- and p-type materials have been incorporated in these latter devices either by crossing p- and n-type nanowires or by lithographically defining distinct p- and n-type regions in nanotubes, although both strategies limit device complexity. In the planar semiconductor industry, intricate n- and p-type and more generally compositionally modulated (that is, superlattice) structures are used to enable versatile electronic and photonic functions. Here we demonstrate the synthesis of semiconductor nanowire superlattices from group III-V and group IV materials. (The superlattices are created within the nanowires by repeated modulation of the vapour-phase semiconductor reactants during growth of the wires.) Compositionally modulated superlattices consisting of 2 to 21 layers of GaAs and GaP have been prepared. Furthermore, n-Si/p-Si and n-InP/p-InP modulation doped nanowires have been synthesized. Single-nanowire photoluminescence, electrical transport and electroluminescence measurements show the unique photonic and electronic properties of these nanowire superlattices, and suggest potential applications ranging from nano-barcodes to polarized nanoscale LEDs.     

Ni／Si接触界面的ESCA研究

利用XPS、UPS等表面分析方法对Ni/Si接触的界面体系进行了研究,Ni-Si界面在室温下形成不稳定的多晶混层,其演化过程为:NiO_x/金属Ni/富Ni相/Ni-Si互混相/富Si相/Si,同样Ni-Si界面经650℃真空退火形成均匀的NiSi_2界面层,表层并有SiO_2相存在,说明硅化物的生成过程为:Ni与SiO_2接触产生金属氧化物,加热后逐步形成金属硅化物,讨论了NiSi_2的化学键形成。     

Si/SiO_2和Si/SiN_x/SiO_2超晶格的能带结构

利用Kronig-Penney模型从理论上计算了Si/SiO2和Si/SiNx/SiO2多层膜结构中量子阱的能带结构,进一步分析了各亚层薄膜厚度对能带结构和有效质量的影响.结果发现,适当减少亚层的厚度都能使得纳米Si薄膜的带隙发生明显宽化.在Si/SiO2超晶格中,Si量子阱层带隙能量随着Si层厚度的变化符合EPL(eV)=1.6+0.7/d2关系,与我们的计算结果十分吻合.在Si/SiNx/SiO2超晶格系统中,可以通过控制各亚层厚度,尤其是Si和SiNx层厚度,均能够有效地控制发光.     

MOCVD制备GaAs/AlGaAs多量子阱的光致发光特性

对MOCVD生长的GaAs/A1_xGa_(1-x)As多量子阱结构进行了光致发光特性的测量,结果观察到三个发光峰:位于1.664eV处的峰是自由激子发光;峰值处于1.481eV的发光是GaAs中施主Si(Ga)原子上的电子向受主Si(As)跃迁引起的;而在1.529eV处的弱发光峰是GaAs阱层中Si(Ga)原子上的电子与价带量子阱中基态重空穴复合形成的。对三种发光峰的能量位置进行了理论计算,其计算结果与实验测量所得到的值符合较好。     

对向靶反应溅射制备AlN薄膜的结构及物性

用对向靶反应溅射制备的ＡｌＮ薄膜,高气压为取向,低气压下为取向,精确测量ＸＲＤ衍射峰位可看出ＡｌＮ薄膜有较大应力。对硬度的测量发现ＡｌＮ薄膜硬度较大,取向对硬度没有影响。