1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 发光学及应用国家重点实验室, 长春 130033
2 中国科学院大学, 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
本文在具有0.2°至1.0°斜切角的c面蓝宝石衬底上通过金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)生长了台阶聚束表面形貌AlN外延层, 并系统研究了高温退火过程中其表面形貌演化规律, 且基于第一性原理计算揭示了表面形貌演化背后的物理机制。研究发现, 随退火温度逐步升高, AlN外延层台阶边缘首先出现具有六方结构特征的热刻蚀凹坑, 随后在台面上形成边缘规则的多边形凹坑, 其主要原因是AlN表面台阶边缘处Al-N原子对脱附能量(10.72 eV)小于台面处Al-N原子对脱附能量(12.12 eV)。此外, 由于台阶宽度随斜切角增大而变窄, 台面处凹坑在扩张过程中易与台阶边缘处凹坑发生合并形成V形边缘, 斜切角越大台面上凹坑数量越少。本文阐明了不同斜切角蓝宝石衬底上生长的AlN在高温热退火过程中台阶聚束形貌演变机制, 为面内组分调制的AlGaN基高效深紫外LED提供基础。
氮化铝 表面形貌 高温热退火 台阶聚束 斜切衬底 热刻蚀 AlN surface morphology high-temperature anneal step bunching miscut substrate thermal etch
1 上海大学 材料科学与工程学院，上海 200444
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，江苏 苏州 215123
Ge2Sb1.5Bi0.5Te5薄膜具有宽光谱吸收和高稳定性的特点。在金镜上采用磁控溅射制备了40 nm厚的Ge2Sb1.5Bi0.5Te5薄膜，将其在150 ℃下退火20 min，退火后Ge2Sb1.5Bi0.5Te5由非晶态转变为晶态。测试发现晶态Ge2Sb1.5Bi0.5Te5可饱和吸收体的调制深度提高到了原来的1.4倍，基于晶态Ge2Sb1.5Bi0.5Te5可饱和吸收体实现了脉冲宽度为1.52 ps、信噪比为47 dB的光纤锁模激光器。制备了40、60、80 nm的Ge2Sb1.5Bi0.5Te5薄膜，分析表明，随着Ge2Sb1.5Bi0.5Te5薄膜厚度的增加，光吸收率明显增加，这说明Ge2Sb1.5Bi0.5Te5薄膜的光学性质具有可控性，Ge2Sb1.5Bi0.5Te5材料在超快激光器中有应用潜力。
Ge2Sb1.5Bi0.5Te5 可饱和吸收体 锁模 掺铒 光纤激光器 退火 Ge2Sb1.5Bi0.5Te5 Saturable absorber Mode-locked Erbium-doped Fiber lasers Anneal
北京京东方显示技术有限公司, 北京 100176, China
本文结合产品开发过程中遇到的铜相关不良现象进行研究, 提出了有效的改善措施。结果表明, 在第一次氮化硅刻蚀中的后灰化工序有高含量的氧气, 会使过孔内部铜发生氧化而发黑。使用氢等离子体处理, 可以将氧化铜还原成铜, 在生产线光学设备测量时过孔反射出金属白色。在氧化铟锡刻蚀过程中, 高温退火会造成裸露的铜发生严重氧化, 需要去掉退火步骤或者更改设计来规避。在第二次氮化硅刻蚀步骤中, 高含量的氧会氧化过孔处的铜, 造成过孔连接异常, 降低刻蚀步骤中氧气含量可以解决该不良。
阵列工艺 铜腐蚀, 铜氧化 黑孔不良 退火 垂直黑线不良 array process Cu corrosion Cu oxidation black hole defect anneal vertical line Mura
红外与激光工程
2021, 50(5): 20200306
上海市激光技术研究所, 上海市激光束精细加工重点实验室, 上海 200233
激光退火技术,以较低的热预算, 可以在瞬间达到较高的退火温度, 工艺过程高度可控, 制程可重复性好, 已经广泛应用于半导体工业界。本文将简要介绍激光退火技术早期的机理研究, 以及在硅基太阳能电池, 平板显示, 集成电路, 和微纳米制造等领域的应用。
激光退火 硅太阳能 平板显示 集成电路 微纳米制造 laser anneal silicon solar cells flat panel display integrated circuits micro/nano fabrication
合肥鑫晟光电科技有限公司, 安徽 合肥230001
HADS型TFT基板制程中通常存在两次ITO退火工艺, 而Cell制程中则存在相似的配向膜高温烘焙工艺。为提升TFT产线退火工序的产能, 因此考虑对ITO退火进行时间上的缩减甚至直接省略, 然后利用配向膜烘焙的热处理对前层ITO的结晶进行补偿, 但ITO结晶方式的变化还需确保产品高透过率特性。对比实验的结果表明: 单层ITO退火时间由30 min缩减至10 min时, 产品的透过率基本保持不变; 2nd ITO退火直接省略时产品仍具备高的透过率特性, 但1st ITO退火省略时产品的透过率则会大幅降低, 其主要原因是钝化绝缘层的阻隔导致了1st ITO中的亚氧化物无法被后工段的热处理所氧化, 而配向膜涂覆后的2nd ITO在烘焙过程中仍可以与外界高温空气结合反应。在确保产品高透过率的前提下, 选择从源头上减少了1st ITO内亚氧化物的产生, 通过增加1st ITO成膜时的氧气流量也可以实现1st ITO退火的直接省略。最终两次ITO退火均可被配向膜烘焙所替代且产品兼具高透过率特性, 最大化地提升了TFT产线的生产效率。
氧化铟锡 退火 薄膜晶体管 透过率 ITO anneal TFT transmittance
针对大面积碲镉汞表面钝化膜的应力问题，基于磁控溅射技术在3 in Ge基碲镉汞表面采用不同工艺条件沉积了ZnS 钝化膜，并对其进行了退火处理。利用台阶仪和原子力显微镜（AFM）对ZnS 钝化膜的应力及表面形貌进行了表征分析，结果表明：在磁控溅射方法中适当提高沉积温度和降低溅射功率，有效降低了ZnS 钝化膜应力，平均应力由原来的924 MPa 减小到749 MPa，且提高了应力分布均匀性；此外，退火处理有效降低了钝化膜的应力，并改善了ZnS薄膜的晶粒大小一致性和致密度。该研究为减小大尺寸碲镉汞表面钝化膜应力提供了思路。
表面钝化 ZnS钝化膜 钝化膜应力 退火 锗衬底 碲镉汞 surface passivation ZnS passivation film passivation film stress anneal AFM AFM Ge substrate HgCdTe
吉林大学 电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
采用金属有机物化学气相沉积法在c面蓝宝石衬底上生长了高质量的β-Ga2O3薄膜, 并将样品分别在真空、氧气、氮气氛围下退火30 min, 研究了各类退火工艺对Ga2O3薄膜特性的影响, 对退火所得的薄膜进行了X射线衍射、光致发光谱、紫外透射谱和原子力显微镜扫描的研究。结果表明, 各类退火工艺均能够优化薄膜的晶体质量和表面形貌, 同时有效改善了薄膜的光学性质。其中, 氧气退火后的样品在可见光波段透射率高达83%, 且吸收边更加陡峭; 表面粗糙度降至0.564 nm, 其表面更为平整。这些结果说明氧气退火对晶体质量的提高最为显著。氮气、真空退火的样品在光致发光谱中出现365 nm的发光峰, 这是大量氧空位的存在导致的。
氧化镓 退火 蓝宝石衬底 金属有机物化学气相沉积法 gallium oxide anneal sapphire substrate metal organic chemical vapor deposition(MOCVD)
1 解放军理工大学, 南京 210007
2 南京大学, 南京 210093
基于常温反应磁控溅射和热处理工艺, 在硅片(100)衬底上, 制备出了具有相变特性的二氧化钒(VO2)薄膜, 采用XRD、SEM对薄膜的物相结构、表面形貌进行了表征。热处理后, 薄膜晶粒开始生长, 在[2θ=]27.9°、37.1°、42.3°分别出现了VO2的(011)、(200)、(210)衍射峰, 薄膜形貌均匀致密。对薄膜的方块电阻进行了变温测试, 相变前后薄膜电阻突变量达三个数量级, 具有很好的半导体-金属相变特性。文中还对VO2薄膜在伪装领域的应用前景进行了分析。
磁控溅射 二氧化钒薄膜 退火 电阻突变 magnetron sputtering Vanadium dioxide (VO2) films anneal resistance mutation
华东师范大学 电子工程系 极化材料与器件教育部重点实验室, 上海 200241
采用溶胶-凝胶非硫化方法制备了表面平整、致密的铜锌锡硫薄膜.XRD及Raman分析表明制备的铜锌锡硫薄膜为锌黄锡矿结构.能谱分析表明所有薄膜均贫铜富锌贫硫.场发射扫描电子显微镜测得薄膜的厚度在0.7μm左右.透射光谱表明随后退火温度的提高薄膜的光学带隙从2.13eV减小到1.52eV.
溶胶-凝胶 铜锌锡硫 薄膜 前驱体 预退火 后退火 组分 sol-gel Cu2ZnSnS4(CZTS) film precursor pre-anneal post-anneal composition
