溶胶-凝胶法制备钛酸锶铅薄膜和多层膜及其介电性质 被引量：4

1

作者 王季魁 沈明荣 +1 位作者 方亮 甘肇强 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期231-233,237,共4页

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了多种不同组分的(Pb1-xSrx)TiO3(PST)(x=0.45、0.50、0.55、0.60、0.65)均匀薄膜和多层膜,并研究了它们的介电性质。发现均匀薄膜在x=0.55(PST55)时有最大的介电常数,10kHz下为879,损耗为0.02... 采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了多种不同组分的(Pb1-xSrx)TiO3(PST)(x=0.45、0.50、0.55、0.60、0.65)均匀薄膜和多层膜,并研究了它们的介电性质。发现均匀薄膜在x=0.55(PST55)时有最大的介电常数,10kHz下为879,损耗为0.029。在与均匀薄膜相同的条件下分别制备了PST45/PST55,PST50/PST60,PST55/PST65 3种多层膜。发现PST50/PST60多层膜的介电常数得到了明显的增强,在频率为10kHz时相对于同厚度的PST55均匀薄膜从879增加到1008,而损耗依然保持较低(0.027)。研究同时表明,PST多层膜在电容-电压可调谐性和介电击穿等性质方面也较均匀薄膜有不同程度提高。与其它两种多层膜比较后发现,在PST50/PST60多层膜中处于PST55左右组分的界面层对介电性质有比较大的影响。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 钛酸锶铅 多层膜 介电性质

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微波电子回旋共振法沉积的非晶碳化硅薄膜结构和性能研究 被引量：2

2

作者 贺洁 辛煜 +2 位作者 叶超 宁兆元 孙钢 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2010-2013,共4页

非晶碳化硅薄膜的结构可调制性及化学稳定性使它可用作超低k多孔介电薄膜的扩散阻挡层。主要改变了SiH4(80%Ar稀释)和CH4气体流量比R{R=[CH4]/([CH4]+[SiH4])},使用微波电子回旋共振化学气相沉积法制备了非化学计量比的非晶碳化硅薄膜(a... 非晶碳化硅薄膜的结构可调制性及化学稳定性使它可用作超低k多孔介电薄膜的扩散阻挡层。主要改变了SiH4(80%Ar稀释)和CH4气体流量比R{R=[CH4]/([CH4]+[SiH4])},使用微波电子回旋共振化学气相沉积法制备了非化学计量比的非晶碳化硅薄膜(a-Si1-xCx∶H)。薄膜沉积过程中放电等离子体的各基团行为由等离子体的发射光谱监测,而薄膜的结构与性能则由傅立叶变换红外光谱、紫外可见光谱等来表征。结果表明,在等离子体发射光谱中H、CH谱线强度随CH4流量的增加而增强,而SiH谱线强度则呈现相反的变化趋势。红外结构表明随着气体流量比R的增加,薄膜由富硅态向富碳态转变,薄膜结构的转变是薄膜光学带隙及其介电常数变化的根本原因。 展开更多

关键词 微波电子回旋共振等离子体 非晶碳化硅 红外光谱 介电常数

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电容耦合的抑制对感应耦合放电等离子体的影响

3

作者 辛煜 宁兆元 +1 位作者 狄小莲 虞一青 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期439-443,共5页

感应耦合等离子体(ICP)是微电子工业刻蚀高精度沟槽结构的首选高密度等离子体源。研究ICP的电特性与等离子体电学参量的变化显得非常重要。本文中,在平板型ICP源的感应线圈和介质窗口之间,使用了对称、均匀、呈辐射状的法拉第屏蔽板。... 感应耦合等离子体(ICP)是微电子工业刻蚀高精度沟槽结构的首选高密度等离子体源。研究ICP的电特性与等离子体电学参量的变化显得非常重要。本文中,在平板型ICP源的感应线圈和介质窗口之间,使用了对称、均匀、呈辐射状的法拉第屏蔽板。结果表明,屏蔽板的使用不仅极大地降低了干扰等离子体参量测量的等离子体射频电位,而且也降低了线圈中的放电电流和等离子体中的轴向微分磁场信号强度,但Ar等离子体的发射光谱表明,法拉第屏蔽的采用对等离子体功率吸收的影响不大。对测量信号中出现的高次谐波行为也做了定性的讨论。 展开更多

关键词 感应耦合等离子体 等离子体射频电位 法拉第屏蔽 电容耦合

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电极对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电性能的影响 被引量：6

4

作者 杨静 沈明荣 方亮 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期234-237,共4页

通过研究在不同气氛(氮气和氧气),Ca-Cu3Ti4O12(CCTO)陶瓷样品在一定温度下进行后处理后,不同功函数电极对其介电性质的影响,进而研究CCTO陶瓷的巨介电常数的起源问题。我们在空气中制备了CaCu3Ti4O12陶瓷,发现样品表面电阻率很大,样品... 通过研究在不同气氛(氮气和氧气),Ca-Cu3Ti4O12(CCTO)陶瓷样品在一定温度下进行后处理后,不同功函数电极对其介电性质的影响,进而研究CCTO陶瓷的巨介电常数的起源问题。我们在空气中制备了CaCu3Ti4O12陶瓷,发现样品表面电阻率很大,样品表面呈现绝缘态,此时不同功函数电极以及不同电极制备方法对其介电性质几乎没有影响,说明CC-TO的巨介电常数是由孪晶界或半导体晶粒与绝缘晶界所产生的内部阻挡电容(IBLC)所引起。但当样品在高温氮气中后处理后,样品表面电阻率明显下降,以较大功函数的金属作为电极的样品,其介电常数有了明显的提高,而以功函数小的金属作为电极的样品,其介电常数变化不大。从而进一步说明当CCTO样品表面处于半导态,表面电极效应也是CCTO巨介电常数来源之一。 展开更多

关键词 CACU3TI4O12 巨介电性质 功函数 肖特基势垒

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不同激发频率下小型感应耦合等离子体特性研究 被引量：1

5

作者 高璇 辛煜 +1 位作者 黄晓江 宁兆元 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期504-508,共5页

等离子体小型化后往往会产生一些独特的等离子体性质。本文采用朗谬尔探针和高分辨率发射光谱技术对不同激发频率下产生的小型感应耦合等离子体进行了测量,选用的三种频率为13.56MHz,27.12MHz和40.68MHz。朗谬尔探针的实验结果表明,随... 等离子体小型化后往往会产生一些独特的等离子体性质。本文采用朗谬尔探针和高分辨率发射光谱技术对不同激发频率下产生的小型感应耦合等离子体进行了测量,选用的三种频率为13.56MHz,27.12MHz和40.68MHz。朗谬尔探针的实验结果表明,随着射频输入功率的增加以及激发频率的上升均会导致等离子体功率吸收的增强,从而导致了离子密度增大和电子温度下降。利用了气体追踪法测量感应放电中的气体温度,可以发现,由于电子诱导加热的作用,气体温度随气压和输入功率的增加而增加,射频频率的提高也有助于等离子体气体温度的上升。 展开更多

关键词 微感应耦合等离子体 朗谬尔探针 发射光谱 离子密度 电子温度

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交叉型天线感应耦合等离子体源放电特性及均匀性 被引量：2

6

作者 卢春山 辛煜 +1 位作者 孙刚 孙恺 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期174-178,共5页

本文介绍了一种交叉型天线射频感应耦合等离子体源,射频天线穿过交叉排列的石英管内置于真空腔体中。本文运用朗谬尔探针方法诊断了放电等离子体的参量及其均匀性,运用发射光谱技术进行了Ar谱线[4s’(1/2)0-4p’(1/2)]的发光强度的表征... 本文介绍了一种交叉型天线射频感应耦合等离子体源,射频天线穿过交叉排列的石英管内置于真空腔体中。本文运用朗谬尔探针方法诊断了放电等离子体的参量及其均匀性,运用发射光谱技术进行了Ar谱线[4s’(1/2)0-4p’(1/2)]的发光强度的表征,并使用自制的Rogowski线圈测量了天线中的射频电流变化。结果表明,等离子体放电随着射频输入功率的增加存在着E模式向H模式的转变,H模式放电时发光强度及射频电流明显增大。电子温度随气压的增大而降低,几乎不受功率的影响。该等离子体源所产生的等离子体密度较高,等离子体均匀性在中心±60 mm区域内优于90%。 展开更多

关键词 感应耦合等离子体 天线 朗谬尔探针 发射光谱

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射频磁控溅射沉积的ZnO薄膜的光致发光中心与漂移 被引量：40

7

作者 李伙全 宁兆元 +1 位作者 程珊华 江美福 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期867-870,共4页

利用射频磁控溅射法在n型单晶硅衬底上制备了ZnO薄膜 .通过改变源气体中氩气和氧气的流量比制备了具有不同化学计量比的ZnO薄膜 ,并且将它们在真空中作了加热后处理来研究ZnO薄膜的光致发光特性 .这些在常温衬底上沉积的薄膜可发出强的... 利用射频磁控溅射法在n型单晶硅衬底上制备了ZnO薄膜 .通过改变源气体中氩气和氧气的流量比制备了具有不同化学计量比的ZnO薄膜 ,并且将它们在真空中作了加热后处理来研究ZnO薄膜的光致发光特性 .这些在常温衬底上沉积的薄膜可发出强的蓝光 ,其峰位会随氧流量的减少而发生红移 . 展开更多

关键词 氧化锌薄膜 射频磁控溅射沉积 光致发光 退火处理 蓝光发射 禁带宽度 光谱红移

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SiCOH低介电常数薄膜的性质和键结构分析 被引量：11

8

作者 王婷婷 叶超 +1 位作者 宁兆元 程珊华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期892-896,共5页

以十甲基环五硅氧烷为反应源、采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积 (ECR_CVD)方法制备了具有低介电常数 ,且电绝缘性能和热稳定性优良的SiCOH薄膜 .通过对富氏变换红外光谱 (FTIR)的分析 ,比较了反应源和薄膜键结构的差异 ,证实薄膜... 以十甲基环五硅氧烷为反应源、采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积 (ECR_CVD)方法制备了具有低介电常数 ,且电绝缘性能和热稳定性优良的SiCOH薄膜 .通过对富氏变换红外光谱 (FTIR)的分析 ,比较了反应源和薄膜键结构的差异 ,证实薄膜中一方面保持了源中由Si—O—Si键构成的环结构 ,另一方面形成了由大键角Si—O—Si键构成的鼠笼式结构 ,在沉积过程中失去的主要是侧链的—CH3基团 .薄膜经过 4 0 0℃热处理后 ,其介电常数由3 85降低到 2 85 ,对其FTIR谱的分析指出 。 展开更多

关键词 键结构 薄膜 键角 基团 电子回旋共振 变换 FTIR 低介电常数 硅氧烷 甲基

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两种不同(Ba,Sr)TiO_3薄膜介电-温度特性的研究 被引量：3

9

作者 唐秋文 沈明荣 方亮 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期1346-1350,共5页

研究并比较了两种不同(Ba0.5,Sr0.5)TiO3(BSTO)薄膜介电-温度特性.采用脉冲激光沉积技术在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备BSTO薄膜,发现制备条件的不同,可以得到介电性质完全不同的BSTO薄膜.在550℃和氮气氛下制备的BSTO薄膜在常温下具... 研究并比较了两种不同(Ba0.5,Sr0.5)TiO3(BSTO)薄膜介电-温度特性.采用脉冲激光沉积技术在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备BSTO薄膜,发现制备条件的不同,可以得到介电性质完全不同的BSTO薄膜.在550℃和氮气氛下制备的BSTO薄膜在常温下具有很高的介电常数,在10kHz下,超过2500,并在200K温度以上介电常数基本不变.它的一些电学性质不同于在正常条件(650℃和氧气氛下)制得的BSTO薄膜,而类似于目前广泛报道的巨介电常数材料如CaCu3Ti4O12.两种薄膜介电性质测试结果表明:氧气氛下制备的BSTO薄膜呈现铁电-顺电相变,符合居里-外斯定律;低温氮气氛下制备的BSTO薄膜,介电弛豫时间和温度的关系符合德拜模型,是热激发弛豫.文中给出了产生这种介电特性的初步解释. 展开更多

关键词 薄膜 脉冲激光沉积 介电弛豫

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溅射制备Ge，Nb共掺杂窄光学带隙和低电阻率的TiO2薄膜 被引量：2

10

作者 罗晓东 狄国庆 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第20期391-397,共7页

采用射频磁控溅射技术制备了Ge,Nb共掺杂的锐钛矿结构TiO_2薄膜,详细探讨了薄膜的结构、电阻率及光学带隙等性质随Ge,Nb掺杂量、溅射功率和热处理温度等参数的变化,发现Ge,Nb共掺杂可以同时调节TiO_2薄膜的光学带隙和电阻率.体积分数约... 采用射频磁控溅射技术制备了Ge,Nb共掺杂的锐钛矿结构TiO_2薄膜,详细探讨了薄膜的结构、电阻率及光学带隙等性质随Ge,Nb掺杂量、溅射功率和热处理温度等参数的变化,发现Ge,Nb共掺杂可以同时调节TiO_2薄膜的光学带隙和电阻率.体积分数约为6%Nb和20%Ge的共掺杂TiO_2薄膜电阻率由10~4Ω/cm减小至10^(-1)Ω/cm,光学带隙由3.2 eV减小至1.9 eV.退火后掺杂TiO_2薄膜不仅显示更低的电阻率,还表现出更强的可见-红外光吸收.结果表明,改变Ge,Nb的掺杂量和退火条件能够制备出电阻率和带隙都可调的TiO_2薄膜. 展开更多

关键词 Ge.Nb—TiO2薄膜 电阻率 光学带隙 磁控溅射

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二氧化钛过渡层对脉冲激光沉积钛酸锶钡薄膜微结构和介电性质的影响

11

作者 张鹏展 沈明荣 徐俞 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1019-1025,共7页

选取极薄TiO2作为过渡层,采用脉冲激光沉积法分别在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究过渡层对BST薄膜微结构及电学性质的影响。发现厚度20纳米以内的锐钛矿相结晶TiO2过渡层可使BST薄膜由无... 选取极薄TiO2作为过渡层,采用脉冲激光沉积法分别在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究过渡层对BST薄膜微结构及电学性质的影响。发现厚度20纳米以内的锐钛矿相结晶TiO2过渡层可使BST薄膜由无规则取向转变为(111)择优取向,而非晶和较厚TiO2过渡层对BST薄膜的取向无影响。结晶的TiO2过渡层也使薄膜的表面颗粒变细。还研究了不同厚度TiO2对BST薄膜电学性质的影响,结果表明BST薄膜在Pt(111)底电极上加入极薄的结晶TiO2过渡层后电学性质有明显改善,薄膜的介电常数和可调谐度提高,而介电损耗降低。加入膜厚约5nm的TiO2过渡层后,测试频率为10 kHz时薄膜相应介电常数、介电损耗及可调谐度分别为513、0.053和36.7%。 展开更多

关键词 脉冲激光沉积法 BST薄膜 TiO2过渡层 微结构 介电性质

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使用发射光谱对感应耦合CF_4/CH_4等离子体中C_2基团形成机理的研究 被引量：5

12

作者 黄松 辛煜 宁兆元 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期1653-1658,共6页

利用强度标定的发射光谱法 ,研究了感应耦合CF4 CH4 等离子体中空间基团的相对密度随宏观条件 (射频输入功率、气压和流量比 )的变化情况 .研究表明 :在所研究的碳氟 碳氢混合气体放电等离子体中除了具有丰富的CF ,CF2 ,CH ,H和F等活... 利用强度标定的发射光谱法 ,研究了感应耦合CF4 CH4 等离子体中空间基团的相对密度随宏观条件 (射频输入功率、气压和流量比 )的变化情况 .研究表明 :在所研究的碳氟 碳氢混合气体放电等离子体中除了具有丰富的CF ,CF2 ,CH ,H和F等活性基团外 ,还同时存在着C2 基团 ,其相对密度随着放电功率的提高而增加 ;随着气压的上升呈现倒“U”型的变化 .C2 随流量比R(R =[CH4 ] { [CH4 ]+[CF4 ]} )的变化不是单调的 ,其相对密度在R =7 5 %时存在一个极大值 ,并随着R进一步增加而减弱 ,然后趋于一个稳定值 .根据各基团相对密度的变化规律 ,认为等离子体中CF和CH基团的气相反应 (CF +CH→C2 +HF)是C2 基团产生的主要途径 ,并提出了形成C2 的基团碰撞的活化反应模型 ,据此进行的模拟计算的结果与实验相符 . 展开更多

关键词 感应耦合等离子体 发射光谱 强度标定 C2基团 气相反应

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平板型感应耦合等离子体源的线圈配置对功率耦合效率的影响 被引量：7

13

作者 狄小莲 辛煜 宁兆元 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期5311-5317,共7页

基于感应耦合等离子体的变压器模型,分析了感应耦合等离子体的功率耦合效率与线圈配置(几何尺寸、电学参量)及等离子体基本参量(等离子体电子密度、电子-中性粒子有效碰撞频率)之间的关系;然后,改变平板型线圈的匝数从而改变了线圈的几... 基于感应耦合等离子体的变压器模型,分析了感应耦合等离子体的功率耦合效率与线圈配置(几何尺寸、电学参量)及等离子体基本参量(等离子体电子密度、电子-中性粒子有效碰撞频率)之间的关系;然后,改变平板型线圈的匝数从而改变了线圈的几何尺寸、电学参量,并且测量出了不同的线圈所对应的功率耦合效率.实验结果表明,线圈的电感量是能否实现放电的决定性因素;而功率耦合效率则与感应线圈的Q值、放电参量(气压、功率)等密切相关,射频输入功率的增加、放电气压的上升都会导致感应耦合等离子体耦合效率的提高,这与感应耦合等离子体的变压器模型预测结果是符合的.然而,变压器模型给出的提高线圈Q值可导致耦合效率增强的预测结果仅适用于同等电感量的线圈条件.本文对于单线圈的感应耦合等离子体源的研究为线圈的优化设计甚至大面积的多线圈感应耦合等离子体源研制提供了理论依据. 展开更多

关键词 感应耦合等离子体 功率耦合效率 变压器模型

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13.56MHz低频功率对60MHz射频容性耦合等离子体的电特性的影响

14

作者 袁强华 辛煜 +2 位作者 黄晓江 孙恺 宁兆元 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期7038-7043,共6页

使用补偿朗缪尔探针诊断技术,研究了60 MHz/13.56 MHz双频激发容性耦合等离子体的空间电子行为,得到了电子能量概率函数(EEPF)随径向位置和低频输入功率的演变行为.实验结果表明,13.56 MHz射频输入功率的变化主要影响低能电子的布居,其... 使用补偿朗缪尔探针诊断技术,研究了60 MHz/13.56 MHz双频激发容性耦合等离子体的空间电子行为,得到了电子能量概率函数(EEPF)随径向位置和低频输入功率的演变行为.实验结果表明,13.56 MHz射频输入功率的变化主要影响低能电子的布居,其影响随气压升高而加大.在等离子体放电中心以外,EEPF呈现出双峰分布的特性,同时发现从放电中心到极板边缘,次能峰有逐渐向高能区漂移的现象,次能峰的出现显示了中能电子的增强的加热效应.通过EEPF方法,计算了等离子体的电子温度、电子密度.讨论了等离子体中的电子加热机理. 展开更多

关键词 双频激发容性耦合等离子体 朗缪尔探针诊断 电子加热模式

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