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PHEMT欧姆接触的双源共蒸技术

电子与封装 2007年第11期7卷 35-38页

作者：贾洁郑华耿涛黄念宁南京电子器件研究所南京210016

近年来,砷化镓器件的发展极为迅速。其中,欧姆接触的制作是器件研制的关键工艺之一。为了提高GaAsPHEMT器件欧姆接触的性能和可靠性水平,文章比较了三种常见的GaAsPHEMT器件欧姆接触制备技术的差异,分别是:分层蒸发、溅射+蒸发、双源共... 详细信息

近年来,砷化镓器件的发展极为迅速。其中,欧姆接触的制作是器件研制的关键工艺之一。为了提高GaAsPHEMT器件欧姆接触的性能和可靠性水平,文章比较了三种常见的GaAsPHEMT器件欧姆接触制备技术的差异,分别是:分层蒸发、溅射+蒸发、双源共蒸。通过传输线模型(TLM)法测试数据以及微细形貌分析,得出双源共蒸工艺制备的欧姆接触的电阻率和均匀性综合特性最佳,因此认为双源共蒸技术在大尺寸GaAsPHEMT圆片工艺中具有最优的综合特性。

关键词： GaAs PHEMT 欧姆接触双源共蒸

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真空蒸发法制备全无机钙钛矿光电探测器研究

真空蒸发法制备全无机钙钛矿光电探测器研究

作者：汪毅绍兴文理学院

学位级别：硕士

全无机卤化物钙钛矿Cs Pb Br具有高的光吸收系数、可调节的直接带隙、长的载流子寿命和扩散长度等优异的光电特性,且制备工艺简单、稳定性好、原子序数高和抗辐射能力强,是新一代光电探测器的理想材料。与传统溶液法相比,真空双源蒸发... 详细信息

全无机卤化物钙钛矿Cs Pb Br具有高的光吸收系数、可调节的直接带隙、长的载流子寿命和扩散长度等优异的光电特性,且制备工艺简单、稳定性好、原子序数高和抗辐射能力强,是新一代光电探测器的理想材料。与传统溶液法相比,真空双源蒸发法是制备薄膜均匀好、表面平整度高且易于实现大面积致密成膜的Cs Pb Br钙钛矿薄膜的有效方法。本论文主要采用双源蒸发法制备了Cs Pb Br钙钛矿薄膜及其紫外探测器和X射线探测器。首先,采用双源共蒸法制备Cs Pb Br薄膜及其紫外探测器。研究了不同Pb Br和Cs Br沉积速率比对薄膜物性的影响,结果表明当速率比为1.2时Cs Pb Br薄膜的立方相纯度最高且结晶性能最好,但薄膜的晶粒尺寸较小（～100nm）且晶界明显。通过衬底原位加温和后退火处理对薄膜质量进行改善,结果表明随着衬底温度从室温升高至200℃,薄膜的平均晶粒尺寸从100nm增加至1μm且薄膜结晶性得到了提高。但同时,薄膜的表面均方根粗糙度也由9.0nm增大到55.3nm,薄膜禁带宽度从2.351e V降至2.343e V。衬底加温显著改善了Cs Pb Br薄膜其紫外光电探测器的器件性能,衬底温度200℃时,器件具有最佳的器件性能,其开关比、光响应度、外量子效率、比探测率分别为4.73?10～4、3.33A/W、5.56?10 Jones、1020%。而后退火处理虽然也能钝化晶界,但对器件性能的改善效果不如衬底原位加温的方式明显,表明在双源共蒸法中衬底原位加温是改善薄膜质量和提升器件性能的最直接有效的途径。其次,采用连续蒸发法制备Cs Pb Br薄膜（20μm厚）X射线探测器。研究了Cs Br层和Pb Br层的厚度比对Cs Pb Br薄膜物性的影响,结果表明在厚度比为0.85时,可获得纯立方相结构的Cs Pb Br薄膜。但由于内应力过大会导致薄膜容易发生龟裂而脱离衬底的现象,而通过衬底原位加热的方式释放薄膜内应力可以有效解决薄膜龟裂的问题。纯立方相结构的Cs Pb Br薄膜X射线探测器的暗电流过大(10A量级)导致无法实现对不同剂量率X射线的有效探测,通过引入Cs PbBr相形成Cs Pb Br-Cs PbBr双相结构薄膜,可以将器件的暗电流下降两个数量级,至10A量级。器件最佳的灵敏度达到了2320μC Gycm,最低可探测剂量率为67n Gys。同时,器件的光电流与X光管的灯丝电流、电压及器件偏压之间均呈现出良好的线性关系。

关键词：双源共蒸连续蒸发 CsPbBr3薄膜紫外探测器 X射线探测器

1064nm负滤光片制备及激光损伤特性研究

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1064nm负滤光片制备及激光损伤特性研究

作者：刘祺西安工业大学

学位级别：硕士

激光防护用的负滤光片可以反射特定波长的激光,而使反射波长两侧一定范围内的光波能顺利通过。本文根据项目需求,基于等效层理论设计了规整膜系和非规整膜系负滤光片,基于Rugate理论设计了梯度膜系负滤光片。采用热蒸发沉积和双源共蒸方... 详细信息

激光防护用的负滤光片可以反射特定波长的激光,而使反射波长两侧一定范围内的光波能顺利通过。本文根据项目需求,基于等效层理论设计了规整膜系和非规整膜系负滤光片,基于Rugate理论设计了梯度膜系负滤光片。采用热蒸发沉积和双源共蒸方式,对不同膜系负滤光片进行了制备。测试了不同膜系负滤光片的光谱特性,对负滤光片激光损伤特性做了对比研究。采用双源共蒸MgF和ZnS的方法,通过控制两种材料的沉积速率比,获得了制备梯度膜系负滤光片所需要的中间折射率材料。共蒸得到的MgF/ZnS复合膜折射率符合Cauchy色散关系,复合膜折射率与两种材料的沉积速率比,满足Drude理论导出的关系式。折射率为1.64(波长532nm)的MgF/ZnS复合膜激光损伤阈值为9.6J/cm,高于单组分ZnS(3.8J/cm)和MgF(7.5J/cm)。由此可见,采用双源共蒸技术,按照复合膜折射率与沉积速率比的关系式,可以有针对性的调整工艺获得目标折射率材料;只要两种材料比例合适,利用共蒸技术可获得激光损伤阈值高于单组分薄膜的复合膜。离子束辅助沉积的规整膜系负滤光片,膜系结构为G|(ML)(HL)(ML)L|A。实测光谱在400～900nm波段平均透过率达到89.98%,其中700～900nm波段平均透过率为91.94%,1300～1800nm波段平均透过率为94.35%,1064nm透过率为1.29%。离子束辅助沉积的非规整膜系负滤光片,膜系结构为G|(αLβH)···(αLβH)αL|A(α···α、β···β为膜系优化后的厚度系数)。实测光谱在700～900nm波段平均透过率达到93.60%,1300～1800nm波段平均透过率达到95.58%,1064nm透过率为1.60%。采用双源共蒸技术镀制的梯度膜系负滤光片,膜系结构为G|0.5(MHM)0.5(LMHM)|A。实测光谱在700～900nm波段平均透过率达到92.20%,1300～1800nm波段平均透过为86.78%,1064nm透过率为4.01%。离子束辅助沉积的规整膜系负滤光片,激光损伤阈值为6.0J/cm,比无离子束辅助沉积时提高了53.8%。说明采用合适参数的离子束辅助沉积,可以提高负滤光片的激光损伤阈值。离子束辅助沉积的非规整膜系负滤光片,激光损伤阈值为6.8J/cm,比规整膜系高0.8J/cm。采用双源共蒸MgF/ZnS技术制备的梯度膜系负滤光片激光损伤阈值为4.2J/cm,比Si O、H4、YO材料组成的规整膜系负滤光片提高0.3J/cm。说明采用梯度膜系结构或者采用复合膜作为薄膜材料,可以弥补材料本身激光损伤阈值的不足,提高负滤光片的激光损伤阈值。

关键词：负滤光片复合膜膜系设计双源共蒸激光损伤阈值电场强度

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热蒸发技术制备梯度折射率薄膜的研究

真空 2022年第6期59卷 22-28页

作者：刘祺徐均琪苏俊宏韩刚李阳袁松松西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室陕西西安710021 西安北方光电有限公司陕西西安710043

采用双源共蒸MgF_(2)和ZnS的方法,通过控制两种材料的沉积速率比,获得了制备梯度折射率薄膜所需要的中间折射率材料。将G|HL|A双层减反膜梯度化为5层,保持总光学厚度不变,制备了折射率沿厚度方向按1.91、1.77、1.64、1.48、1.38(波长532... 详细信息

采用双源共蒸MgF_(2)和ZnS的方法,通过控制两种材料的沉积速率比,获得了制备梯度折射率薄膜所需要的中间折射率材料。将G|HL|A双层减反膜梯度化为5层,保持总光学厚度不变,制备了折射率沿厚度方向按1.91、1.77、1.64、1.48、1.38(波长532nm)渐变的梯度折射率减反膜。对所有薄膜样品进行了光学和激光损伤特性的测试,结果表明:双源共蒸MgF_(2)和ZnS所得复合膜的折射率,及两种材料的沉积速率比,满足Drude理论导出的关系式;复合膜的折射率符合正常色散,除折射率为1.91的复合膜吸收较大(532nm处消光系数为0.01),其余复合膜都表现出较小的吸收(532nm处消光系数均小于0.002);用100mJ能量激光辐照所有单层膜样品,折射率为1.64的复合膜激光损伤程度最小,表现出比单组分MgF_(2)和ZnS薄膜更高的抗激光损伤能力;将双层减反膜等效为折射率梯度渐变的5层后,减反射带宽从205nm扩展到了380nm,激光损伤阈值从2.0J/cm^(2)提高到了3.7J/cm^(2),提高了85%。综上可知,采用双源共蒸技术,通过调节两种材料蒸发速率比,制备折射率按一定规律渐变的薄膜是可行的。只要两种材料比例合适,利用共蒸技术可获得抗激光损伤性能高于单组分薄膜的复合膜。梯度折射率减反膜可拥有比双层减反膜更好的光学特性和更高的激光损伤阈值。

关键词：梯度折射率双源共蒸减反膜复合膜激光损伤阈值

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特定折射率材料及光学薄膜制备

中国光学 2013年第6期6卷 900-905页

作者：申振峰中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室吉林长春130033

根据太阳电池阵激光防护膜性能优化的需要,应用离子辅助电子束双源共蒸工艺方法制备了优化设计所需的特定折射率的薄膜材料并用于制备激光防护膜。测试结果显示:用该工艺方法制备的掺杂材料薄膜的折射率n=1.75,与优化设计所需数值相符;... 详细信息

根据太阳电池阵激光防护膜性能优化的需要,应用离子辅助电子束双源共蒸工艺方法制备了优化设计所需的特定折射率的薄膜材料并用于制备激光防护膜。测试结果显示:用该工艺方法制备的掺杂材料薄膜的折射率n=1.75,与优化设计所需数值相符;激光防护膜性能优良,太阳辐射能透过率提高6%以上,实现了对该激光防护膜性能的进一步优化。为了使该双源共蒸方法适于大面积薄膜的制备,应用均匀性挡板技术来提高该方法制备大面积薄膜的膜厚均匀性,使制备的掺杂材料薄膜在口径为400 mm时的不均匀性小于2.1%。该双源共蒸方法制备工艺简单、可靠,适于实际工程应用。薄膜性能测试结果与理论优化结果相符,达到预期优化目标。

关键词：薄膜材料激光防护膜折射率掺杂双源共蒸

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利用飞秒激光直写技术制备钙钛矿微盘激光器

微纳电子技术 2021年第2期58卷 163-169页

作者：田晓语曹强武汉大学工业科学研究院武汉430000

利用溶液法制备的钙钛矿微/纳米晶虽然可以得到性能良好的微型激光器,但是其所需生长周期较长且缺乏重复性。为了解决这一问题,提出了利用飞秒激光直写技术制备高重复性钙钛矿微盘激光器的新方法。首先使用双源共蒸的方法在石英玻璃衬... 详细信息

利用溶液法制备的钙钛矿微/纳米晶虽然可以得到性能良好的微型激光器,但是其所需生长周期较长且缺乏重复性。为了解决这一问题,提出了利用飞秒激光直写技术制备高重复性钙钛矿微盘激光器的新方法。首先使用双源共蒸的方法在石英玻璃衬底上沉积FAPbI_(3)钙钛矿薄膜,然后采用飞秒激光直写技术在FAPbI_(3)钙钛矿薄膜上制备不同直径的微盘激光器,最后测试其激光性能。实验结果表明,随着微盘直径的增加,激光阈值呈线性增长,最终可实现约4.7μJ/cm^(2)的极低激光阈值。利用飞秒激光直写技术制备的钙钛矿微盘激光器具有出色的激光性能,且重复性高,因此该技术非常适用于批量制备钙钛矿微盘激光器,为其产业化应用提供了可能。

关键词：飞秒激光直写双源共蒸钙钛矿微盘激光器石英玻璃衬底

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基于低温溶液法制备钙钛矿太阳能电池的研究

基于低温溶液法制备钙钛矿太阳能电池的研究

作者：高江旭河北大学

学位级别：硕士

能源是世界发展与进步的驱动力,是人类赖以生存的基础。近年来,世界能源危机的日益严重和全球日益恶化的生态环境,能源问题已经无法回避。新能源的开发与利用逐渐被提上了日程。随着科技的进步,许多新能源形式已经被开发和利用,包括:风... 详细信息

能源是世界发展与进步的驱动力,是人类赖以生存的基础。近年来,世界能源危机的日益严重和全球日益恶化的生态环境,能源问题已经无法回避。新能源的开发与利用逐渐被提上了日程。随着科技的进步,许多新能源形式已经被开发和利用,包括:风能、水能、生物能、核能及太阳能等。尤其近年来,以有机金属卤化物作为光吸收所制备的固体太阳能电池,引起人们极大的兴趣。钙钛矿太阳能电池不仅可以实现对可见光和部分近红外光的吸收,而且所产生的光生载流子不易复合。其具有器件制备工艺简单,材料价格低廉,光电转换效果高等众多优点。我们借鉴于有机聚合物太阳能电池的器件结构,平面钙钛矿型太阳能电池应运而生。我们采用两步旋涂法制备平面钙钛矿型太阳能电池。主要从两方面对提高器件的性能做了研究。我们研究不同CH3NH3I浓度对器件的性能的影响。当选取的浓度合适时,钙钛矿活性层晶型结构优良,在相同的波段下吸收强度大,这样有利于载流子的产生、分离和传输,进而提高器件的的短路电流密度。实验中PEDOT:PSS被用来作为电池器件的空穴传输层。本文中采用二甲基乙酰胺对PEDOT:PSS进行优化,我们观察到PEDOT:PSS的电导率得到增加,这样有利于空穴向电池的阳极传输,电池的两极电荷得到大量的积累,从而带来了短路电路的增加,器件性能提高。两步法制备器件的过程中出现的问题:钙钛矿吸收层薄膜均匀性差、器件重复性低等。我们尝试采用双源共蒸的方法进行改善器件。通过控制两种物质蒸发速率和用量,我们做出了相对平整的钙钛矿吸收层,并且器件的重复性得到很大的改善。

关键词：两步旋涂阳极修饰层双源共蒸短路电流密度重复性

基于CsSnBr3薄膜的钙钛矿电致发光器件的研究

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基于CsSnBr3薄膜的钙钛矿电致发光器件的研究

作者：胡帆华东理工大学

学位级别：硕士

本论文采用双源共蒸溴化铯(CsBr)和溴化亚锡(SnBr2)并结合原位退火(50,75,85℃)的方法来制备锡(Sn)基钙钛矿薄膜CsSnBr3。并将CsSnBr3薄膜作为发光层,制备结构为ITO/MoO3/TAPC/TCTA/CsSnBr3/TmPyPB/LiF/Al 的 Sn 基钙钛矿电致发光器件(PeLED)。本论文研究了退火温度对CsSnBr3薄膜表面形貌、结构、光物理性能以及电致发光(EL)性能的影响。研究结果表明,原位退火温度对CsSnBr3薄膜的形貌影响较小,但较高的退火温度有利于增强薄膜的光吸收、结晶度、光致发光(PL)性能和延长激子寿命。原位退火温度对CsSnBr3薄膜的PL强度、激子寿命和光致发光量子产率(PLQY)都有相似的影响,表明随着退火温度的升高,较深的受主能级的激子猝灭效应受到抑制,同时较浅的缺陷能级的辐射衰减增强。同时原位退火不但能够延长激子寿命、降低缺陷密度和抑制Sn4+自掺杂,而且增强的CsSnBr3纳米晶体结晶度有利于提高载流子传输和PL性能。在原位退火温度为85℃时,器件EL性能最优,其最大亮度、最高电流效率(CE)、最高外量子效率(EQE)分别达到43cd/m2、0.34cd/A和0.16%,这可归因于CsSnBr3薄膜优异的PL性能、低陷阱密度和高结晶度。研究结果还表明,存在一个最优的发光层薄膜厚度;当CsBr和SnBr2均为30nm时可得到最优的EL性能,其最大亮度、CE、EQE分别为59 cd/m2,0.37cd/A和0.19%;其机制可归因于太厚或太薄的CsSnBr3发光层分别会导致器件电阻增大或薄膜空隙增多、漏电流增大从而影响器件EL效率。

关键词：钙钛矿双源共蒸原位退火电致发光

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用于激光防护的梯度折射率薄膜技术研究

用于激光防护的梯度折射率薄膜技术研究

作者：宁晓阳西安工业大学

学位级别：硕士

激光防护用负滤光片是指在所要求的高透射光谱范围中滤除特定波长的激光,这种滤光片主要用于保护光学系统探测器或人眼不被激光损伤。近年来,随着激光技术的发展,激光武器在军事上的应用越来越广泛,激光防护技术的研究已经成为薄膜技术... 详细信息

激光防护用负滤光片是指在所要求的高透射光谱范围中滤除特定波长的激光,这种滤光片主要用于保护光学系统探测器或人眼不被激光损伤。近年来,随着激光技术的发展,激光武器在军事上的应用越来越广泛,激光防护技术的研究已经成为薄膜技术研究的热点之一。梯度折射率薄膜是渐变折射率薄膜的一种,和传统光学薄膜相比有诸多优点。如何获取特定的中间折射率薄膜,是目前光学薄膜研究领域中的热点和难点。本课题采用Si02和TiO2进行变折射率光学薄膜制备技术研究。采用单源混蒸和双源共蒸两种技术探索变折射率光学薄膜制备的有效途径。实验发现,采用单源混蒸技术蒸发不同比例的Si02和Ti02混合材料时,由于两种材料蒸发特性的差异较大,在现行装置中无法获取预期变折射率的薄膜;采用双源共蒸技术以一定的沉积速率比同时蒸发Si02和Ti02两种薄膜材料时,在严格控制这两种材料的沉积速率,保持两种材料的沉积速率稳定的条件下,可以实现按比例蒸发,获得折射率均匀的变折射率薄膜。当Si02和Ti02以1：2的沉积速率比沉积时,制备的薄膜的折射率值为2.029(λ=550nm),接近于理论计算值2.056。课题探索了多种膜系设计方法,包括两种材料的非规整膜系和三种材料的梯度膜系,采用不同方法设计了三种梯度膜系结构,通过比较和理论误差分析,确定最终膜系结构为S|0.4(LMHML)14|Air. 在变折射率膜系制备技术研究方面,采用膜系设计软件模拟仿真测量结果,反复调整薄膜制备工艺参数,最终得到符合技术要求的负滤光片,在1315nm处,其反射率大于99.99%。

关键词：光学薄膜负滤光片变折射率单源混蒸双源共蒸