温度补偿对氮化铝(AlN)薄膜择优取向的影响

氮化铝(AlN)薄膜不同的择优取向直接影响其压电性和声波传递速度.本文通过改变衬底补偿温度对AlN薄膜的择优取向进行了研究.在正常实验溅射完成后继续通入氮气对衬底进行温度补偿.应用XRD和AFM对氮化铝薄膜的取向性和表面形貌进行表征分析,结果表明本实验制备出了较好的(002)面和(100)面取向的AlN薄膜,而且薄膜沉积均匀,比较致密.     

射频功率对射频磁控反应溅射制备AlN薄膜的影响

采用射频磁控溅射法在Si(100)衬底上制备了AlN薄膜,通过控制工艺参数可以沉积出不同择优取向的AlN薄膜,各工艺参数中射频功率对其择优取向的影响最大.XRD表征了AlN薄膜的结构,进而选择出最优射频功率.     

靶基距对ZnMgO:Ti透明导电薄膜性能的影响

采用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZnMgO∶Ti透明导电薄膜。利用SEM、XRD、双光束紫外可见分光光度计和四探针法系统研究了靶基距对薄膜形貌及光电性能的影响。结果表明,靶基距对Zn MgO∶Ti薄膜光电特性有较大影响。随着靶基距的增加,电阻率先减小后增加,在靶基距为50 mm时薄膜电阻率达到最小值6.44×10-4Ω·cm;靶基距对薄膜的光透过率影响不大,所制备薄膜在400～900 nm范围内的平均透射率均达到92%,但随着靶基距的增加,光学吸收边界向短波方向移动,出现了蓝移现象。不同靶基距下,带隙宽度也发生了变化。     

磁控溅射法制备ZnO:Ga薄膜的结晶质量及其应力研究

以氧化锌(Zn O)掺杂氧化镓(Ga2O3)的陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了透明导电的掺镓氧化锌(Zn O:Ga)薄膜.通过X射线衍射仪测试研究了衬底温度对薄膜结晶性能及其残余应力的影响.研究结果表明:所有Zn O:Ga薄膜均为六角纤锌矿型的多晶结构并具有(002)方向的择优取向特性,其结晶性能和残余应力与衬底温度密切相关.随着衬底温度的升高,薄膜的(002)择优取向程度和晶粒尺寸呈现出先增大后减小的变化趋势,而薄膜的残余压应力则单调减小.当衬底温度为400℃时,Zn O:Ga薄膜具有最大的晶粒尺寸(75.1 nm)、最大的织构系数TC(002)(2.995)、较小的压应力(-0.185 GPa)和最好的结晶性能.     

在LiNaO3基底上制备PZT铁电薄膜及其电性能研究

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3/Si衬底上制作Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3(PZT)薄膜,研究了退火温度对薄膜结构和性能影响.通过X-ray分析表明,在600℃退火时,PZT薄膜已形成钙钛矿相,且在(100)择优取向的LaNiO3底电极上制备得到了(100)择优取向的PZT薄膜.实验测得以LaNiO3为衬底上的PZT薄膜的剩余极化强度为Pr=26.83μC/cm2,矫顽场Ec=30.43 kV/cm,介电常数为ε=5509,介电损耗为0.203.     

横向电场激励的剪切波AlN薄膜体声波谐振器

为了检测液体中的微量物质,研究了横向电场激励的剪切波固体装配型AlN薄膜体声波谐振器.器件以c轴择优取向的AlN薄膜作为压电层,电场由平行于压电薄膜表面的平行电极激发,三周期的1/4波长SiO2/W层交替排列构成了布拉格反射层.通过有限元分析计算了电场分布,设计了平行电极参数.结果表明：AlN薄膜具有良好的c轴择优取向,器件实现了稳定的2 GHz频率的单纯剪切波谐振,器件的品质因数Qs和Qp分别为434和393,等效机电耦合系数K2eff为0.97%,有效的横向电场激励和布拉格反射层的选频作用对纵波的抑制明显.这种谐振器非常有利于作为在液体环境中工作的生化传感器.     

C轴倾斜AlN薄膜的制备研究

采用射频磁控反应溅射,利用两步气压法在Pt电极上制备C轴倾斜的AlN压电薄膜.用X射线衍射仪(XRD)分析两步气压下制备的AlN薄膜的择优取向,用扫描电镜(SEM)观察薄膜的截面形貌.实验结果表明在优化工艺参数条件下制备的AlN薄膜为C轴倾斜的柱状晶,且柱状晶与C轴的倾斜角度达到5°.并且初步探讨两步气压法制备C轴倾斜...     

衬底温度和溅射功率对AZO薄膜性能的影响

采用RF磁控溅射法在载玻片上制备了可用于电极材料的掺Al氧化锌(AZO)透明导电薄膜,并对不同衬底温度和溅射功率下制备的AZO薄膜结构、光电性能进行了表征分析.结果表明:各种工艺条件下沉积的AZO薄膜均具有明显的(002)择优取向,没有改变ZnO六方纤锌矿结构;薄膜电阻率随衬底温度升高而减小,随溅射功率增加先减小后增大,衬底温度400℃、溅射功率200W时最小,为1.53×10-5Ω.m;可见光平均透射率均在80%以上,光学带隙与载流子浓度变化趋势一致,最大值为3.52eV.     

射频溅射功率密度对Ga:ZnO透明导电薄膜性能的影响

室温下利用射频磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备了掺Ga氧化锌(Ga:ZnO)多晶透明导电薄膜.通过改变磁控溅射生长过程中的溅射功率密度和靶基距,研究了多晶薄膜的透明导电性能与生长参数的相互影响关系.研究结果表明:当溅射时间相同时,随溅射功率密度的增加和靶基距的减小,Ga:ZnO薄膜的厚度增加,从而导致了薄膜导电率升高;当溅射功率密度为5.3W/cm2、靶基距为5cm时,Ga:ZnO薄膜的最小电阻率达到3.1×10-4Ω·cm.透光率测试结果表明:当溅射功率密度增加时,Ga:ZnO薄膜中紫外光学吸收发生了红移;增加溅射功率密度会造成薄膜中掺杂缺陷密度增加,产生禁带之间Urbach带尾能级吸收效应;GaZnO薄膜在可见光范围中的平均透光率大于80%.     

集成铁电器件用LaNiO3薄膜电极的结构与电学性能

采用化学溶液沉积法在(100)Si,SiO2/Si,(100)Al2O3,(100)MgO,(100)SrTiO3(STO),(100)ZrO2等衬底上制备了LaNiO3(LNO)薄膜,研究了热处理温度对薄膜结构和电性能的影响.结果显示,衬底种类影响LNO薄膜的结晶,其中STO衬底上的LNO薄膜呈高a轴择优取向成长,且其电阻率最低,为0.87 mΩ.cm.而对于Si衬底上的LNO薄膜,随着热处理温度升高,晶粒尺寸增大,电阻率降低,在750℃时电阻率达到最低值(1.52 mΩ.cm),其后热处理温度的升高导致杂相的形成,电阻率反而上升.扫描电镜观察证实这些LNO薄膜光滑、致密、均匀且无裂纹.结果表明,制得的LNO薄膜可用作集成铁电薄膜器件的底电极.     

掺铝氧化锌薄膜的光电性能

采用直流磁控溅射技术,以氧化锌铝陶瓷靶为靶材,在玻璃衬底上制备掺铝氧化锌薄膜,研究不同工艺参数对薄膜组织结构、光学性质和电学性质的影响。从薄膜的结构、载流子浓度和迁移率等方面分析掺铝氧化锌薄膜的透射率和电阻率的变化机理。研究结果表明:掺铝氧化锌薄膜具有六角纤锌矿结构且呈c轴择优取向,晶粒垂直于衬底方向柱状生长,衬底温度和氧分压对薄膜的电阻率和透射率具有很大影响。在衬底温度为200℃、氧气与氩气的分压比为1%时,薄膜具有最优电阻率和平均透射率,分别达到1.13×10-3Ω.cm和86.5%。     

用于FBAR的C轴取向AlN压电薄膜的研制

用射频（RF）反应磁控溅射法,在硅基片上制备出了具有较低表面粗糙度、C轴择优取向的AlN压电薄膜.讨论了溅射功率对AlN压电薄膜结构和形貌的影响、氮气含量对AlN压电薄膜成分的影响以及低温退火对薄膜表面粗糙度的影响.XRD和SEM结果表明：随溅射功率增大,AlN压电薄膜C轴择优取向增强;当功率为350W时,AlN压电薄膜（002）面摇摆曲线半高宽为4.5°,薄膜表现出明显的柱状结构.EDS成分分析表明：随氮气含量的提高,AlN压电薄膜的元素比接近于化学计量比.低温退火工艺的引入将薄膜表面的均方根粗糙度由4.8nm降低到2.26nm.     

磁控溅射制备TiO2光催化薄膜工艺条件的优化

采用正交实验设计法优化了玻璃基片表面磁控溅射制备TiO2光催化活性薄膜的工艺条件，以罗丹明B的降解率作为薄膜光催化性的评价标准．结果表明：所考察的因素对薄膜光催化性能的影响次序是靶基距〉基片温度〉溅射气压〉溅射功率〉氧氩比和靶基距的交互作用〉氧氩比；所得优化条件为：功率155W，靶基距85mm,气压1．2Pa，氧氩比1：10，基片温度550℃.     

用PLD法在MgO(100)衬底上生长ZnO薄膜的结构和光学特性

用脉冲激光沉积法在MgO(100)衬底上沉积了ZnO薄膜.衬底温度分别为400℃、550℃和700℃.利用X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构和光学性能进行研究.X射线衍射的结果表明,在400℃和550℃下生长的ZnO薄膜具有高度c-轴择优取向,但是当衬底温度升高到700℃时,薄膜由单一的择优取向变为有两个较强的择优取向.通过光致发光谱可以发现,在550℃下生长的ZnO薄膜具有强的紫外发射和窄的FWHM,并且紫外发光峰的强度与ZnO薄膜的结晶质量密切相关.     

Si(100)衬底上取向生长La0.8Sr0.2MnO3(110)薄膜

利用对向靶磁控溅射方法在Φ60 mm Si(100)衬底上得到了择优取向生长的La0.8Sr0.2MnO3(110)薄膜.当沉积温度为500℃时,在40 nm缓冲层SrMnO3上,La0.8Sr0.2MnO3薄膜沿(110)取向生长.提高沉积温度到750℃时,厚度为12 nm的SrMnO3缓冲层就可以实现La0.8Sr0.2MnO3薄膜的(110)取向择优生长.     

衬底温度对共溅射法制备BaSi_2薄膜的影响

研究衬底温度对采用Ba靶和Si靶共溅射制备BaSi_2薄膜的影响.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对在不同衬底温度条件下制备的薄膜的微观结构组分和表面形貌进行表征与分析.结果表明,衬底温度在500℃以下时Ba和Si共沉积在Si(111)衬底上生成的为非晶,结合后续的真空退火生成BaSi_2多晶薄膜.衬底温度是制备优质BaSi_2薄膜的关键因素,衬底温度高于600℃时,共溅射法能够直接生成BaSi_2薄膜.     

温度补偿对氮化铝(AIN)薄膜择优取向的影响

氮化铝(AIN)薄膜不同的择优取向直接影响其压电性和声波传递速度.本文通过改变衬底补偿温度对AIN薄膜的择优取向进行了研究.在正常实验溅射完成后继续通入氮气对衬底进行温度补偿.应用XRD和AFM对氮化铝薄膜的取向性和表面形貌进行表征分析,结果表明本实验制备出了较好的(002)面和(100)面取向的A1N薄膜,而且薄膜沉积均匀,比较致密.     

衬底温度对氮化锌薄膜特性的影响

采用直流磁控溅射的方法,在不同温度的玻璃衬底上生长Zn3N2薄膜.研究了衬底温度对样品的微结构、表面形貌以及光学性质的影响.结果表明,随着衬底温度的升高,生长的Zn3N2薄膜择优取向增多;晶粒尺寸逐渐变大;Zn3N2薄膜间接光学带隙由1.86 eV逐渐增大到2.26 eV.     

氧化锌薄膜的微观结构及其结晶性能研究

以普通玻璃作为衬底材料,采用射频磁控溅射方法制备了氧化锌(ZnO)透明导电薄膜,通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)测试,研究了衬底温度对薄膜微观结构及其结晶性能的影响.结果表明:所制备的ZnO薄膜均为(002)晶面择优取向生长的多晶薄膜,其微观结构和结晶性能与衬底温度密切相关.衬底温度对ZnO薄膜的织构系数TC(hkl)、平均晶粒尺寸、位错密度、晶格应变和晶格常数都具有不同程度的影响,当衬底温度为800 K时,ZnO薄膜样品的织构系数TC(002)最高(4.929)、平均晶粒尺寸最大(20.91 nm)、位错密度最小(2.289×10~(15)line·m~(-2))、晶格应变最低(2.781×10~(-3)),具有最高的(002)晶面择优取向生长性和最佳的微观结构性能.     

电子束蒸发制备的ZnS薄膜的物相结构和光学性能

用电子束蒸发法在不同衬底温度下制备了厚度为100nm左右的ZnS薄膜,利用X射线衍射(XRD)、紫外—可见光分光光度计(UV-vis Spectrophotometer)研究了ZnS薄膜的晶体结构、光学性能,分析了衬底温度对ZnS薄膜结构与光学特性的影响.结果表明:不同衬底温度下制备的ZnS薄膜均具有闪锌矿结构(111)面择优取向生长的特征;衬底温度为200℃时制备的ZnS薄膜的(111)晶面衍射峰最强,半高宽最小,晶粒最大;制备的ZnS薄膜对可见光有良好的透过性,由于量子尺寸效应,电子束蒸发制备的ZnS薄膜光学带隙大于ZnS粉末的带隙.