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sic薄膜的化学汽相沉积及其研究进展

微纳电子技术 2006年第1期43卷 11-15页

作者：简红彬康建波于威马蕾彭英才河北大学电子信息工程学院河北保定071002 河北大学物理科学与技术学院河北保定071002

介绍了sic薄膜的一种主要制备方法———化学汽相沉积(CVD)法制备sic薄膜的近年研究进展,并对所制备薄膜的结构特征与物理性质进行了简要评述。

关键词： sic薄膜化学汽相沉积物理性质器件应用

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掺杂sic薄膜的结构及物性研究

掺杂SiC薄膜的结构及物性研究

作者：金成刚苏州大学

学位级别：硕士

sic作为一种优秀的微电子材料,以其禁带宽、饱和电子漂移速度大、临界雪崩击穿电场高和热导高的特点,在大功率、高频、耐高温、抗辐射器件及光电子集成器件方面具有重要的应用价值而备受重视。稀磁半导体在自旋电子器件潜在的应用,已经... 详细信息

sic作为一种优秀的微电子材料,以其禁带宽、饱和电子漂移速度大、临界雪崩击穿电场高和热导高的特点,在大功率、高频、耐高温、抗辐射器件及光电子集成器件方面具有重要的应用价值而备受重视。稀磁半导体在自旋电子器件潜在的应用,已经引起人们浓厚的研究兴趣。sic以其比Si大的禁代宽度和高的击穿场,在电子器件应用占有一席之地。到目前为止,关于过渡金属掺杂sic的磁性报道还很少。最近,理论上预言了Cr掺杂sic稀磁半导体的居里温度能够超过室温。 sic薄膜,不同Cr掺杂的sic薄膜分别由射频磁控溅射和双离子束溅射制备。样品在N气氛下,经过1000℃退火处理。采用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR),拉曼光谱(Raman),扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),X光电子能谱,紫外-可见分光光度计、光致发光(PL),霍尔测试和超导量子干涉仪等分析测试手段对薄膜结构和性质表征。结果如下: 一、我们用共溅射的方法溅射sic-Cr复合靶制备了Cr掺杂的sic薄膜。通过XRD,SEM,XPS,Raman和PL等测试手段测试了Cr-sic薄膜的结构和发光性质。样品在N气氛下,经过1000℃退火处理。随着Cr浓度的升高,使sic晶体质量变差的同时,掺杂的Cr取代了sic中C或者Si的位置,并形成了C簇。发光谱中412nm处出现了发光峰。至于412nm的起源,结合我们的数据认为起源C簇镶嵌在sic中,而且与C簇的尺寸有很大的关联。二、采用单离子束和双离子束溅射在室温下沉积sic薄膜。随着辅助离子能量的提高薄膜的沉积速率逐渐变小。辅助Ar离子束(离子能量Ei=150eV)直接轰击衬底表面,可以促进合成sic薄膜。经低能量辅助离子束轰击的薄膜与未经轰击的薄膜相比,表面形貌更加平滑,紧密,再者sic薄膜与衬底出现一个过度层,这有助于薄膜的黏附力,并且有着不同的光学特性。经辅助离子轰击后的薄膜中的Si-C键密度有所增加。在辅助离子的轰击下,薄膜表面粗糙,更加致密。同时能够增大团簇的尺寸,提高薄膜与衬底间的附着力,释放薄膜与衬底间的内应力。同时,过量的C原子或sp结合的碳团簇的大小有所减小,a-Si相也减少了。这些表明薄膜中主要成分是sic。即通过适当的低能辅助离子束的轰击,得到了质量比较高的sic薄膜。在辅助离子的轰击下,薄膜的吸收边蓝移,且光学带隙从1.25eV增加到1.5eV。这可能是由于深埋在异核Si-C键网络中的sp2键的团簇的尺寸变小导致的。三、采用双离子束溅射在室温下沉积Cr掺杂sic薄膜。结果表明Cr掺杂非晶sic,替代了Si位。利用Hall效应测量的薄膜的电学性质表明,Cr掺杂没有改变sic薄膜本身的半导体性质。利用超导量子干涉仪(SQUIT)对薄膜的磁学性质进行了测量,结果显示薄膜的居里温度超过了室温。空穴载流子作为磁性离子间交换媒介,增强了磁性离子间的作用从而产生铁磁性。这些对于Cr掺杂sic薄膜的磁性起源还需要我们在以后的工作中进行进一步的研究。

关键词： Cr掺杂 sic薄膜微结构光致发光离子束、铁磁性

同方学位论文库评论

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sic薄膜的制备和发光特性的研究

河北北方学院学报（自然科学版） 2009年第4期25卷 7-9,13页

作者：孟旭东刘艳霞杨富河北北方学院理学院河北张家口075000

目的制备sic薄膜并对其发光特性进行研究.方法用射频溅射法在玻璃衬底上制备sic薄膜,退火处理后并利用光致发光谱(PL)对发光性能进行分析.结果sic薄膜样品在紫外区存在360 nm和370nm两个发光峰,峰的强度都随着腐蚀时间的增长而增加,在t=... 详细信息

目的制备sic薄膜并对其发光特性进行研究.方法用射频溅射法在玻璃衬底上制备sic薄膜,退火处理后并利用光致发光谱(PL)对发光性能进行分析.结果sic薄膜样品在紫外区存在360 nm和370nm两个发光峰,峰的强度都随着腐蚀时间的增长而增加,在t=20 min时达到最大,然后强度减小,而且峰的强度随退火温度升高而增加,在蓝光区存在470 nm发光峰,峰的强度随退火温度升高而增加.结论玻璃衬底腐蚀时间为20 min,sic沉积时间为1 h时样品表现出了比较好的发光特性,在紫外区和蓝光区出现了光致发光,样品的发光强度随退火温度的增加显著增强.

关键词： sic薄膜射频溅射光致发光

脉冲激光沉积法制备红外光学sic薄膜特性研究

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红外与激光工程 2019年第7期48卷 136-140页

作者：黄国俊陆益敏程勇田方涛米朝伟万强陆军工程大学光电技术研究所

采用脉冲激光沉积法在锗基底制备无氢sic薄膜,研究了激光能量对sic薄膜显微结构、成分和红外光学性能的影响规律。利用傅里叶红外光谱仪测量了锗基底sic薄膜样品的红外透射光谱,其在785 cm^-1附近有一个强烈Si-C键特征吸收峰,并在红外波... 详细信息

采用脉冲激光沉积法在锗基底制备无氢sic薄膜,研究了激光能量对sic薄膜显微结构、成分和红外光学性能的影响规律。利用傅里叶红外光谱仪测量了锗基底sic薄膜样品的红外透射光谱,其在785 cm^-1附近有一个强烈Si-C键特征吸收峰,并在红外波数4 000~1 300 cm^-1之间具有良好的透过性。通过对透射光谱拟合计算可知:在红外波段2.5~7.7μm之间,sic薄膜的折射率和消光系数均随着激光能量的增加而增大,折射率大约从2.15上升到2.33,激光能量从400 mJ增加到600 mJ,且当激光能量为400、500 mJ时,消光系数均在10^-3量级以内,光学吸收很小。研究表明,sic薄膜在红外2.5~7.7μm波段是一种优异的光学薄膜材料。

关键词：脉冲激光沉积 sic薄膜红外光谱光学性能

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溅射技术在制备sic薄膜中的应用

天津理工学院学报 2004年第3期20卷 22-27页

作者：李娟刘技文王玉红孙永昌天津理工学院材料物理所天津300191 天津理工学院材料科学与工程学院天津300191

近20年以来,薄膜科学得到迅速发展,不仅得益于薄膜材料可能具有力、热、光、电、磁、仿生或化学等各种特性,可以使器件小型化,而且也得益于各种薄膜制备手段的进步.其中,溅射技术已成为几种重要的制备薄膜的手段之一.广泛应用于制备超... 详细信息

近20年以来,薄膜科学得到迅速发展,不仅得益于薄膜材料可能具有力、热、光、电、磁、仿生或化学等各种特性,可以使器件小型化,而且也得益于各种薄膜制备手段的进步.其中,溅射技术已成为几种重要的制备薄膜的手段之一.广泛应用于制备超硬涂层、耐磨涂层、耐腐蚀涂层以及具有电学、光学、半导体等性质的薄膜,sic薄膜就是其中很有发展前景的一种.本文将介绍溅射原理、薄膜制备技术,着重介绍溅射法在制备sic薄膜中的应用和前景展望.

关键词： sic薄膜制备半导体薄膜射频溅射反应溅射

CVD淀积sic薄膜SiH_4、CH_4的分解反应的计算机模拟研究

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计算机与现代化 2000年第3期 21-25,40页

作者：张洪涛许辉徐重阳邹雪城王长安赵伯芳周雪梅湖北工学院电气工程与计算机科学系湖北武汉430074

采用化学气相淀积 ( CVD)淀积 Si C薄膜中 Si H4、CH4的分解反应方程对 Si H4、CH4的分解产物种属进行数学建模 ,并结合相关热力学数据进行计算机模拟 ,得出 Si H4分解产物中以 Si H2 为最多 ,CH4以 CH2 为最多 ,表明它们在淀积薄膜中... 详细信息

采用化学气相淀积 ( CVD)淀积 Si C薄膜中 Si H4、CH4的分解反应方程对 Si H4、CH4的分解产物种属进行数学建模 ,并结合相关热力学数据进行计算机模拟 ,得出 Si H4分解产物中以 Si H2 为最多 ,CH4以 CH2 为最多 ,表明它们在淀积薄膜中是主要因素。

关键词：化学气相淀积 sic薄膜 SiH4 CH4 计算机模拟

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用于ICF实验的sic薄膜的制备及性能

西南科技大学学报 2022年第4期37卷 1-8页

作者：李子曦黄景林谢春平杜凯易勇西南科技大学材料与化学学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

以四甲基硅烷作为单一反应前驱体气源,采用等离子体增强化学气相沉积法在Si晶片(100)上生长sic薄膜,研究了电极距离对薄膜微观结构和性能的影响。结果表明:在实验设定的5~9 cm电极距离下所制备的薄膜成分以Si-C键为主,具有极低的表面粗... 详细信息

以四甲基硅烷作为单一反应前驱体气源,采用等离子体增强化学气相沉积法在Si晶片(100)上生长sic薄膜,研究了电极距离对薄膜微观结构和性能的影响。结果表明:在实验设定的5~9 cm电极距离下所制备的薄膜成分以Si-C键为主,具有极低的表面粗糙度(1.30~2.44 nm)和较高的硬度与弹性模量比(H/E值为0.134~0.154);电极距离越短,薄膜的密度越高。实验结果为sic薄膜在惯性约束聚变实验中的应用奠定了基础。

关键词： sic薄膜电极距离单一反应气源等离子体增强化学气相沉积

退火温度对磁控溅射sic薄膜结构和光学性能的影响

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理化检验（物理分册） 2010年第12期46卷 753-756页

作者：都智李合琴聂竹华储汉奇朱景超合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009

首先采用射频磁控溅射法在单晶Si(100)衬底上沉积制备了sic薄膜,然后将所制备的薄膜试样分别在600,800和1 000℃氩气氛中退火120 min;采用X射线衍射仪和红外吸收光谱仪分析了薄膜的结构随退火温度的变化,采用荧光分光分度计研究了薄膜... 详细信息

首先采用射频磁控溅射法在单晶Si(100)衬底上沉积制备了sic薄膜,然后将所制备的薄膜试样分别在600,800和1 000℃氩气氛中退火120 min;采用X射线衍射仪和红外吸收光谱仪分析了薄膜的结构随退火温度的变化,采用荧光分光分度计研究了薄膜的发光性能随退火温度的变化。结果表明:室温制备的sic薄膜为非晶态,经600℃退火后薄膜结晶,且随着退火温度的升高,薄膜的结晶程度越来越好,并且部分sic结构发生了由α-sic到β-sic的转变;所制备的sic薄膜在384和408 nm处有两个发光峰,且两峰的强度均随退火温度的升高逐渐变强,其中384nm处的峰源自于sic的发光,408 nm处的峰源自于碳簇的发光。

关键词： sic薄膜射频磁控溅射退火温度结构光致发光

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AlN缓冲层厚度对sic薄膜性能的影响

科技智囊 2020年第5期 59-62页

作者：王昆仑徐涛王聪罗淑琳王婉霞孙珲山东大学空间科学与物理学院山东威海264209 山东大学机电与信息工程学院山东威海264209

sic具有较大的带隙宽度和优异的热稳定性,可在高功率、高温(高达600℃)和高频(高达20GHz)条件下工作,在半导体器件中有着广泛的应用。Si是常用的制作sic薄膜的基底材料,然而,由于基底Si和sic靶材的晶格常数存在差异,使得它们之间存在较... 详细信息

sic具有较大的带隙宽度和优异的热稳定性,可在高功率、高温(高达600℃)和高频(高达20GHz)条件下工作,在半导体器件中有着广泛的应用。Si是常用的制作sic薄膜的基底材料,然而,由于基底Si和sic靶材的晶格常数存在差异,使得它们之间存在较大的晶格失配和热膨胀系数失配,影响了成膜质量,在一定程度上限制了sic在微电子领域的应用。通过在Si与sic之间添加AlN缓冲层可以有效地解决这一问题。文章通过磁控溅射制备了不同AlN缓冲层厚度的sic薄膜,研究了AlN缓冲层厚度对sic薄膜的结构、表面形貌、硬度和附着力的影响。研究结果表明,当AlN缓冲层厚度为60nm和90nm时,薄膜与基底附着效果最好,薄膜硬度超过20GPa。

关键词： sic薄膜 AlN缓冲层硬度附着力