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磁控溅射制备锗薄膜文献汇总 磁控溅射制备锗薄膜文献汇总 1.磁控溅射法制备的锗薄膜以及过渡金属掺杂锗薄膜的特性研究 作者：王艳燕 单位：延边大学 链接：http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10184-1013321202.htm 摘要：Ge薄膜由于具有优异的电学,光学性能,被成功的应用于非易失性存储器和光电器件方面.近年来,稀磁半导体由于在自旋电子器件中的应用吸引越来越多的注意.过渡金属掺杂Ge薄膜同Si半导体具有兼容性,是一种很有潜能的半导体材料.因此研究过渡金属掺杂Ge薄膜对于分析稀磁半导体磁性的真正机理,产生新的结构特性,以及寻求更高的居里温度具有重要的意义. 首先,利用直流磁控溅射方法,在Si(100)基底上沉积了Ge薄膜,通过改变实验参数,得到最佳的沉积Ge薄膜条件：溅射功率为80W,溅射时间2h,基底温度500℃,溅射压强1.6Pa.通过X射线衍射(XRD)分析可知,Ge(220)方向为薄膜生长择优取向；拉曼光谱(Raman)同XRD结果相符合；分析扫描电子显微镜(SEM)图像显示薄膜表面结构致密,生长均匀,且晶粒呈圆形；通过近红外光谱分析可知,Ge薄膜的反射率随着压强的增大先增大后减小. 其次,利用直流磁控溅射法通过改变实验参数在Si(100)基底上沉积了不同浓度的Mn掺杂Ge薄膜(MnxGe1-x薄膜,x=0.02,0.05,0.1,0.3).XRD光谱显不MnxGe-x薄膜与Ge晶体相比有相同的结晶取向,没有出现Mn, Mn-Ge化合物的衍射峰,表明Mn原子已经进入到Ge晶格中；浓度为2%,5%的Mn掺杂Ge薄膜与Ge薄膜相比有相同的(220)择优取向,而浓度为10%,30%的Mn掺杂Ge薄膜则由(220)择优取向转变为(111)择优取向.VSM分析显示薄膜具有室温铁磁性,随着Mn浓度的增加,薄膜的饱和磁化强度先增加后下降；当Mn浓度增加到10%饱和磁化强度达到最大为0.54emu/cm3,但是当Mn浓度进一步增加到30%时,薄膜的饱和磁化强度反而降低. 最后,利用直流磁控共溅射法通过改变Co靶的溅射功率在Si(100)衬底上沉积了Co掺杂MnxGe1-x薄膜.XRD分析显示Co靶溅射功率为20W[Co(20W)]时掺杂的MnxGe1-x薄膜仅仅显示Ge立方晶体结构,Co靶溅射功率为80W[Co(80W)]掺杂的MnxGe1-x薄膜衍射峰的峰值较弱.Raman光谱显示Co(20W)掺杂的MnxGe1-x薄膜同测得的XRD相一致并显示较强的拉曼信号.Co(80W)掺杂的MnxGe1-x (x=0.1,0.3)薄膜出现较宽的拉曼峰.这同XRD结果较低的结晶度相一致.能量分散X射线分析仪(EDX)结果显示Co(20W), Co(80W)掺杂的MnxGe1-x薄膜中金属Co含量分别为3.34%,51.2%.SEM图像显示薄膜均匀致密,Co(80W)掺杂的MnxGe1-x薄膜相对Co(20W)掺杂的MnxGe1-x薄膜有更大的粗糙度.VSM测量结果显示Co(20W), Co(80W)掺杂的MnxGe1-x薄膜室温下存在铁磁性. 2.在非晶体材料上磁控溅射锗晶体薄膜的方法---专利 链接：http://www.xjishu.com/zhuanli/59/01108639.html 摘要：本发明涉及一种制备锗晶体薄膜的方法，尤其是一种利用磁控溅射技术在基底材料上生长锗晶体薄膜的方法。 锗(Ge)晶体薄膜是一种很好的近红外窄带半导体材料，可用来制作半导体晶体管、半导体芯片。锗晶体薄膜还是很好的红外光学材料，可用来制备近红外控测器、锗透镜等，因而锗晶体薄膜的制备将对半导体工业和近红外控制技术起着极其重要的作用。另外，锗/硅异质材料是近年来兴起的一种新型半导体材料，在光电器件应用方面有着广阔的前景。但由于锗和硅(Si)的晶格失配高达4.2％，因此很难获得无失配位错异质界面。现有技术有用分子束外延技术和汽相沉积技术在单晶硅衬底上生长锗晶体薄膜，但这两种技术不仅存在设备参数要求高，设备价格昂贵(分子束外延技术所用设备价格为100美元，汽相沉积技术所用设备为50美元)，而且还存在锗晶体薄膜生长速度慢、薄膜面积小等不足，难于实现产业化生产，满足不了半导体材料日益扩大的需求，因此，如何开发和利用高效、快速生产锗/硅异质材料和技术，是当前半导体材料急需解决的问题。 本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种能高效、快速生产锗晶体薄膜的方法。 本发明通过锗的自组织形成晶体机理，利用磁控溅射技术在非晶体材料衬基上生长锗晶体，从而获得锗晶体薄膜。 本发明通过下列技术方案实现它包括低真空溅射，并使用氩(Ar)气体作为工作气体，其特征在于它采用非晶体材料作为外延生长锗晶体的基底，并在工作气体压强为0.5-4.5Pa，温度为300-500℃，溅射功率为100-300W时进行磁控溅射，直接生长锗晶体。 3.磁控溅射Ge薄膜的结构与性能研究 作者：高立刚 单位：云南大学 链接：http://d.wanfangdata.com.cn/thesis/Y760868 摘要：纳米半导体薄膜具有独特的结构和许多优异的光电性能，在新型光电器件、大规模集成电路等领域有广泛的应用前景。锗是应用较为广泛，最重要的元素半导体材料之一，研究Ge薄膜的制备工艺，微观结构及其性能，有助于指导其在高新技术中的开发和实际应用。 本文采用X射线小角衍射磁控溅射技术制备的Si/Ge多层膜，应用修正的布拉格公式，计算得到了薄膜的周期厚度，从而获得Ge、Si的沉积速率分别为：vGe=0.22nm/s，vsi=0.06nm/s。 采用磁控溅射技术制备了不同生长温度的Ge薄膜样品，用X射线衍射分析结果表明Ge的晶化温度在350～400℃之间。并研究了不同尺寸Ge颗粒的Raman散射谱特征，与晶体Ge的散射谱相比，观察到纳米Ge颗粒Raman散射谱的峰位红移与峰形宽化现象；并根据Raman谱的红移量计算了纳米Ge晶粒的平均尺寸。 研究了纳米Ge颗粒的室温光致发光特性，其峰位在1.68eV～1.81eV之间，并且随着纳米Ge晶粒尺寸的减小，光致发光峰的相对强度逐渐增强，且发光峰位发生蓝移。用有效质量近似模型讨论了量子尺寸效应和介电限域效应对纳米Ge颗粒发光特性的影响。 4.射频溅射中氩气压强对Ge/Si多层膜的影响 作者：毛旭 李宏宁 杨明光 周祯来 杨宇 单位：云南大学物理系 链接：http://d.wanfangdata.com.cn/periodical/yndxxb199901007 摘要：用射频磁控溅射制备了一系列Ge/Si多层膜,采用X射线小角衍射测量了不同溅射压强下制备的样品,计算出了多层膜的周期.通过计算机模拟实验曲线确定出了Ge和Si的分层厚度,计算出了不同压强下的溅射速率.实验和计算机模拟都表明了在衬底温度为590℃、溅射功率为150W的溅射条件下1.5～2.5Pa氩气压强时制备出的样品周期性、均匀性和平整性都比其它压强下制备的样品好. 5.光子计数成像探测器电荷感应层Ge薄膜特性研究 作者：郑鑫 陈波 王孝东 张宏吉 李云鹏 于再超 单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春,130033中国刑事警察学院,沈阳,110854长春特种设备检测研究院,长春,130000 链接：http://d.wanfangdata.com.cn/periodical/ccgxjmjxxyxb201604009 摘要：为了研究光子计数成像系统中感应电荷层Ge薄膜的制备工艺，改善光子计数成像系统的成像稳定性，采用直流磁控溅射法在熔石英衬底上制备了Ge薄膜，分析了工作气体Ar气通入量对Ge薄膜沉积速率的影响，利用表面轮廓仪及四探针表面电阻仪对样品分别进行了表面粗糙度及电学性能的表征。结果表明：随着Ar气通入量的增加，Ge薄膜沉积速率先上升后下降，在Ar气通入量为15sccm时，Ge薄膜的沉积速率出现极大值；Ge薄膜的表面粗糙度及薄膜电阻率均随着Ar气通入量的升高而增大；薄膜越厚，其电阻受氧化影响越小，电学性能越稳定。 6.Ge薄膜性能及其在光子计数成像探测器中的应用 作者：李云鹏 郑鑫 张宏吉 王孝东 陈波 曹健林 单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100049中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春,130033 链接：http://d.wanfangdata.com.cn/periodical/gxjmgc201405005 摘要：为改善光子计数成像探测器电荷感应层的性能,提高光子计数成像系统的成像质量,分别用直流磁控溅射法(DC)与射频磁控溅射法(RF)制备了不同厚度的Ge薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、表面轮廓仪、四探针表面电阻测试仪对两种方法所制备的薄膜进行了结构特征与电学性能的表征.结果表明:两种方法所制备的薄膜均为非晶态结构,DC制备的Ge薄膜比RF制备的Ge薄膜稀疏,其不同膜厚下的电阻率均大于RF所制备的薄膜.实验显示,薄膜越厚其电学性能受氧化影响越小,电学性能越稳定.实验对比了不同方阻下Ge薄膜应用于探测器的成像性能,结果表明:方阻在百兆级范围内时成像效果较好,且方阻变化时成像效果变化不大,但方阻大到2 GΩ/□时会导致系统分辨率下降. 作者：李科 杨茹 李国辉 彭长四 李永康 单位：北京师范大学射线束材料工程开放实验室,北京师范大学低能核物理研究所,100875,北京中国科学院物理研究所,100800,北京 链接：http://d.wanfangdata.com.cn/periodical/bjsfdxxb200202013 摘要：为了克服Ge雪崩光电二极管(APD)中因Ge的电子与空穴的碰撞离化系数相差不大带来的的较大噪声的缺点,拟研制一种新的器件--Ge/Si的吸收倍增分离雪崩光电二极管(SAM-APD). 先在n-Si衬底上用B+ 注入和分子束外延(MBE)2种方法分别形成p-Si,然后用MBE的方法在其上外延一层Ge膜.利用透射电镜、X光双晶衍射、Hall剥层测量等方法对Ge膜的单晶质量、电特性以及材料的p-n结特性做了分析比较,得到的结论是:Ge膜的单晶质量、电特性都比较好,直接生长的Ge膜的质量要优于经离子注入的Ge膜;但p-n结特性却是经离子注入的要好于直接生长的. 蒂姆（北京）新材料科技有限公司 主营产品：锗颗粒、锗靶材、硫化锌颗粒、硫化锌靶材、氧化铪颗粒、氧化锆颗粒 电话：010-56073481 微信：18201317600 邮箱：info@dmmaterial.cn 官网：www.dmmaterial.com
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