邬小鹏
,
傅竹西
功能材料
采用射频磁控溅射用x=0.00～0.45的MgxZn1-xO陶瓷靶在Si（100）和石英衬底上生长一系列的MgxZn1-xO薄膜。用XRD、XPS、透射谱和光电导谱对样品进行表征。结果表明用MgxZn1-xO薄膜在x≤0.325时具有单一（002）取向的六方结构,其禁带宽度Eg随x增加而增大,在薄膜表面入射光能量大于禁带宽度时有光电响应,并且在x=0.325时得到了禁带宽度为4.90eV的MgxZn1-xO薄膜。在x≥0.40时出现立方相结构,禁带宽度有所减小,说明此时已为混相薄膜。
关键词:
MgxZn1-xO
,
XRD
,
XPS
,
透射谱
,
光电导谱
刘磁辉
,
林碧霞
,
王晓平
,
刘宏图
,
傅竹西
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2003.05.016
本文采用高能离子注入技术将两种剂量的稀土元素钕(Nd)引入外延n-Si片中,并借助非相干光快速热退火(RTA)方法使注入层再结晶并电激活;利用深能级瞬态谱(DLTS)测量方法对Si中Nd离子的深能级行为进行了研究.结果发现:经几秒钟的RTA处理,Nd能在Si中被激活并形成深能级中心,测量到较宽的DLTS谱峰.Nd在n-Si中的深能级行为与Si衬底材料的浅能级杂质基本无关.在低于1285℃的RTA时,Nd形成的深能级中心均为施主型.深能级中心的位置随注入剂量和退火温度不同而有所变化;高温退火后,Nd在硅中有一个能级位置为Ec-(0.32±0.04)eV稳定的施主型深中心,对它的成因进行了讨论.
关键词:
Nd离子注入
,
n型Si
,
深能级
,
热退火
郑海务
,
苏剑峰
,
王科范
,
李银丽
,
顾玉宗
,
傅竹西
功能材料
在Si(111)衬底上,采用SiH4-C3H8-H2气体反应体系,通过低压化学气相沉积(LPCVD)工艺外延出结晶质量良好的SiC薄膜.低温光致发光谱表明该薄膜属于6H-SiC多型体.X射线衍射图表明该薄膜具有高度的择优取向性.扫描电子显微镜图表明该薄膜由片状SiC晶粒组成.拉曼光谱和透射电子衍射谱的结果进一步表明该薄膜具有较高的结晶质量.对Si(111)衬底上6H-SiC薄膜的生长机制进行了初步探讨.
关键词:
Si
,
6H-SiC
,
化学气相沉积
,
微结构
朱俊杰
,
林碧霞
,
孙贤开
,
郑海务
,
姚然
,
傅竹西
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.04.017
本文利用低压高温MOCVD系统,成功地在Si(111)基片上外延出了具有高质量的SiC薄膜,并对其反应机理做了一些初步的研究.大部分观点认为,SiC/Si的异质外延,其最初的状态应该为Si衬底中Si的扩散.但是,本文通过在不同流量比的条件下,SiC薄膜在Si基片以及Al2O3基片上外延的比较,发现在SiC/Si的异质外延过程中起重大作用的并非Si衬底中Si的扩散,而是很大程度上作用于C向Si衬底的扩散.同时,还发现反应速率的快慢受SiH4流量所限制.当SiH4流量增加时,反应速率会明显加快,但是结晶质量会相对变差.
关键词:
SiC 薄膜
,
Si(111)衬底
,
低压MOCVD
,
异质外延
,
扩散
张伟英
,
刘振中
,
赵建果
,
傅竹西
材料导报
采用直流反应溅射法在P-Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,XRD测量表明ZnO为沿c轴高度取向的多晶薄膜,1-V特性曲线表明,ZnO/Si异质结具有明显的整流特性.研究了退火温度对异质结光电转换特性的影响,结果显示,合适的退火温度能显著增大异质结的开路电压和短路电流,进而增大异质结的光电转换效率,经400℃退火后异质结获得最佳的转换效率.当退火温度达到或超过500℃时,异质结的反向电流迅速增加,光生电压和光生电流大幅度减小.通过对ZnO薄膜结构和电学性质的测量和分析,推测异质结的光电转换特性改变主要受ZnO薄膜的电学性质影响.
关键词:
ZnO/Si异质结
,
退火温度
,
光伏效应
姚然
,
朱俊杰
,
钟声
,
朱拉拉
,
傅竹西
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.01.020
氧化锌是一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙的宽禁带半导体材料,其室温下的禁带宽度3.36eV,由于其具有紫外发光的特性,近来受到研究者的广泛关注.由于ZnO在高效率光散发设备和其它光学方面有应用前景,所以要进行高质量的ZnO薄膜制备的研究.由于晶格失配,ZnO/Si的异质结质量不高,现在主要应用过渡层或表面处理的方法进行改善.本文用MOCVD设备生长ZnO/Si薄膜,所用载气为N2,反应源为CO2和DEZ,衬底为Si(111)单晶外延片.除了对衬底进行常规的化学清洗以外,在生长前进行Ar RF的预处理,是氩离子对硅表面进行一定的破坏,处理能量从0～110W进行了梯度变化,再以同样的生长条件进行原位生长.对于样品我们分别作了XRD、PL、AFM测量,发现Ar RF预处理对薄膜结晶有很大影响,未作处理的样品一般呈多晶态,而处理后的样品在一定能量范围内晶格取向有显著提高,但随预处理能量达到一定限值后取向性被破坏,XRD测试图如1、2、3.预处理对于发光也有很大的影响,在一定能量范围内发光强度只随处理能量加大缓慢衰减,但在高能量状态下,发光明显减弱,峰位也随之变化.可见氩离子轰击硅表面形成了缺陷,这些缺陷在生长中顺延在ZnO部分,并且这些缺陷是发光淬灭中心,随能量的增加而增加.PL测试图如4.通过AFM分析样品的粗糙度,发现预处理对表面粗糙度有减低的作用,随着处理能量的增加,表面粗糙度下降.
关键词:
ZnO
,
MOCVD
,
预处理
陈小庆
,
孙利杰
,
邬小鹏
,
钟泽
,
傅竹西
功能材料
用MOCVD方法在Si基片上生长了Al掺杂的SiC薄膜,发现三甲基铝(TMA)源载气流量与硅烷流量之比的大小,会决定薄膜的导电类型.用XPS方法测试样品后发现,TMA载气流量与硅烷流量比直接影响Al原子在SiC薄膜中的含量.Al含量在1.5%以下,Al原子在SiC薄膜中主要以填隙形式(Ali)存在,薄膜显示出n型;而Al含量在1.5%～3%之间的时候,Al原子主要以替位Si(AlSi)的形式存在,薄膜显示出p型.继续增加掺杂源的流量,所得SiC薄膜结晶质量会变得较差,电阻也变得较高.
关键词:
3C-SiC
,
SiC:Al
,
MOCVD
,
导电类型
张伟英
,
刘振中
,
刘照军
,
梁会琴
,
傅竹西
材料导报
采用直流反应溅射方法在P型Si(100)衬底上生长掺Al的ZnO薄膜,并研究退火处理对ZnO薄膜性质的影响.XRD测量结果表明,ZnO薄膜为六方纤锌矿结构,退火后薄膜的晶粒长大,晶界减少;暗态I-V特性曲线表明,Zno/Si异质结具有明显的整流特性,退火后由于晶粒间界减少和空位浓度降低使反向漏电流降低1个量级;此外,退火处理能在一定程度上改善异质结的光伏效应,使其转换效率提高.
关键词:
退火
,
异质结
,
光电转换
姚然
,
朱俊杰
,
段理
,
朱拉拉
,
傅竹西
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.01.031
ZnO是一种新兴的的宽禁带半导体材料,相对于传统的宽禁带材料有很多的优势.在相对成本低廉的Si衬底上生长ZnO薄膜是现在攻关的热门课题.目前用缓冲层方法生长ZnO薄膜取得了一些突破.本文利用直流溅射,先在Si衬底上溅射一层ZnO多晶薄膜,通过对直流溅射时间的控制,可以得到不同厚度的ZnO缓冲层.再利用MOCVD设备生长高质量的ZnO薄膜.通过研究发现,直流溅射ZnO薄膜的厚度对于最终的薄膜质量有很大的影响.随着缓冲层的引入,双晶衍射XRD的摇摆半宽有显著下降,并且随着最终ZnO薄膜质量上升,光致发光也有显著的提升.可见缓冲层的引入对ZnO/Si薄膜的质量和发光强度有很大的贡献.
关键词:
氧化锌
,
直流溅射
,
MOCVD
,
缓冲层
