应用同步辐射光源的表面物理研究—现状与展望

本文综述了应用同步辐射光源的几种主要表面物理研究技术。内容包括:同步辐射光电子能谱(SRPES)、表面广延X射线吸收边精细结构(SEXAFS)、光电子衍射(PED)和掠角入射X射线衍射(GIXD)等。对每种技术的原理、应用实例和最新进展都作了较详细的介绍。

同步辐射光电子能谱对ITO表面的研究

首次利用同步辐射光电子能谱（ＳＲＰＥＳ）研究了铟锡氧化物（ＩＴＯ）薄膜表面的化学状态．发现ＩＴＯ表面的铟和锡分别具有多种价态．对比真空退火前后ＩＴＯ样品的电阻率与透射率，结合对ＩＴＯ导电机理的分析讨论。

多孔硅的电致发光研究

本文研究了多孔硅的电致发光现象。在多孔硅上淀积了半透明金膜后,当正向偏压加到15V、电流密度100mA/cm^2时,观察到了稳定的电致可见光发射现象。伏安曲线的测量表明它有明显的类似二极管的整流特性。

一种简便有效的多孔硅后处理新方法

本文报道了一种简便有效的多孔硅（ＰＳ）后处理新方法，即在（ＮＨ４）２Ｓ／Ｃ２Ｈ５ＯＨ溶液中浸泡ＰＳ，并用紫外光辐照激发．后处理ＰＳ的光致发光（ＰＬ）强度约为未经处理的５倍；样品处理后的ＰＬ峰值９０ｍｉｎ内随激光连续激发时，在大气中呈现先指数衰减后线性增长，在真空（约１Ｐａ）中却呈现一直衰减到一个稳定值的新特点．通过样品的傅里叶变换红外吸收（ＦＴＩＲ）谱的测试与分析，表明后处理在样品表面产生了ＳｉＨ（Ｏ３）。

ECR等离子体对单晶硅的低温大面积表面处理

利用电子回旋共振 ( ECR)微波放电等离子体对单晶硅表面进行了低温大面积氮化和氧化处理的探索 ,在低于 80℃的温度下得到了均匀的厚度约为 7nm氮化硅和二氧化硅薄层 .结合等离子体光学诊断和成分探测 ,分析讨论了 ECR等离子处理机理 .结果表明 ,利用这种方法可以在低温条件下在硅表面获得均匀的大面积氮化硅和二氧化硅表层 .

电化学脉冲腐蚀法制备窄峰发射的多孔硅微腔

用电化学脉冲腐蚀方法制备了多孔硅微腔 ,讨论了脉冲电化学腐蚀的参数——周期、占空比对多孔硅多层膜制备的影响 ,并用了以 HF酸扩散为基础的多孔硅动态腐蚀机理对实验结果进行解释 ,认为在用电化学脉冲腐蚀法制备多孔硅微腔的过程中 ,不但要考虑到 HF酸对硅的纵向电流腐蚀 ,也要考虑到 HF酸对多孔硅硅柱的横向浸泡腐蚀 .可通过选取合适的周期、占空比 ,使二者对多孔硅的作用达到适中 ,以制备出高质量的多孔硅多层膜和微腔 .并用正交实验法优化了制备多孔硅微腔的参数 ,根据优化的实验参数 ,制备出了发光峰半峰宽为 6

首届国际材料科学同步辐射会议概述

首届国际材料科学同步辐射会议于1996年7月29日至8月2日在美国芝加哥举行。主办单位是伊利诺伊理工学院。来自美、英、法、德、日、意、加等10余个西方主要工业国家的100余名代表参加了会议。笔者是唯一的中国代表。会议交流了口头报告30篇,张贴报告40余篇,内容包括结构和电子态这两个当今材料科学研究中最受人重视的领域。笔者向大会提交的论文"硫钝化GaAs表面的同步辐射光电子能谱研究"介绍了我们课题组研究硫化物处理对GaAs表面电子态所产生作用的最新结果。这一工作是在我国自己的专用同步辐射设施——合肥国家同步辐射实验室完成的。日本NTT公司研究小组的代表和英国谢菲尔德大学研究小组的代表,与笔者就用同步辐射光电子能谱研究Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的表面与界面的一些具体学术和技术问题,进行了讨论。

氮化铝薄膜的低温沉积

介绍了一种 ECR微波放电和脉冲激光沉积相结合低温沉积 Al N薄膜的新方法 .在 ECR氮等离子体环境中用脉冲激光烧蚀 Al靶 ,以低于 80℃的衬底温度在 Si衬底上沉积了 Al N薄膜 .结合样品表征和等离子体光谱分析 ,探讨了膜层沉积的机理 ,等离子体中活性氮物质的存在是 Al- N化合的重要因素 。

第5届国际半导体界面形成会议概况

第5届国际半导体界面形成会议(ICFSI-5)于1995年6月26日至30日在美国普林斯顿大学举行。与会代表200多人,会上交流论文近200篇。从国内(大陆)赴会的学者有谢希德教授和笔者。半导体界面形成会议是一个专门讨论与半导体表面和界面研究有关的学术问题的国际系列会议。本届会议是该系列会议第一次在美国举行,因而几乎所有本领域内的美国权威学者都带着各自最新的研究成果参加了会议。

GaAs/AlGaAs HBT器件的S_2Cl_2钝化

本文采用了一种新的硫钝化方法处理GaAs／AlGaAs异质结台面型晶体管，大大改善了它的直流特性．并通过对其低温性能的研究和钝化过程的实时观测，证明了S2Cl2溶液能十分有效地改善GaAs的表面性质，从而降低了表面复合对器件性能的影响．这种钝化方法有可能发展成为GaAs器件制造中的一种实用钝化工艺．

S_2Cl_2钝化的GaAs表面的同步辐射光电子能谱研究

前已发现，将ＧａＡｓ（１００）晶片浸入Ｓ２Ｃｌ２或Ｓ２Ｃｌ２＋ＣＣｌ４溶液是实现ＧａＡｓ表面钝化的一种有效途径．用同步辐射光电子能谱研究这种表面能直接测量Ｓ２ｐ芯能级谱，从而揭示，在浸泡后的表面存在多种形态的含硫化合物．ＡｓｘＳｙ是其中的主要成分，但轻度退火就能去除．随着退火过程中Ｓ原子从Ａｓ－Ｓ转移到Ｇａ－Ｓ，Ｇａ３ｄ谱中始终出现两个与Ｇａ－Ｓ相关的分量。

砷化镓晶体在氯化硫溶液中腐蚀速率的研究

本文研究了不同条件下S2Cl2对GaAs晶体的腐蚀行为，特别是溶液浓度、温度以及摇动程度等几个重要因素对腐蚀作用的影响．在此基础上提出了S2Cl2处理的较佳条件：对于S2Cl2钝化，应选择低浓度的钝化液（＜20％）在较低的室温下进行，而S2Cl2作为GaAs外延预处理手段则选用较高浓度的溶液在较短时间内完成可以得到较好的效果；对于以上两种情形，溶液温度一般控制在20℃以下．

用高分辨电子能量损失谱和紫外光电子谱研究多孔硅的电子结构

本文首次使用分辨电子能量损失谱（ＨＲＥＥＬＳ）和紫外光电子能谱（ＵＰＳ）研究新腐蚀的多孔硅样品（ＰＳ）的电子结构．实验结果发现，从ＨＲＥＥＬＳ谱中能量损失阈值测得的多孔硅的能隙最可几值移到２．９ｅＶ左右，与文献报道的光激发谱（ＰＬＥ）的结果相近．ＵＰＳ结果发现多孔硅费米能级到价带顶的距离不同于单晶硅，结合ＨＲＥＥＬＳ和ＵＰＳ结果可以初步得出多孔硅与硅界面的能带排列．

GaAs表面S钝化方法：S气氛辉光放电法

本文报道了一种新的ＧａＡｓ表面Ｓ钝化方法──Ｓ气氛辉光放电法．用光致发光光谱（ＰＬ）结合俄歇电子能谱（ＡＥＳ）和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）研究了辉光放电Ｓ钝化的ＧａＡｓ（１００）表面．结果表明，与未处理的样品相比，用该方法处理后的表面复合速率大大降低，ＰＬ强度提高了将近两个数量级，而且稳定．ＡＥＳ谱和ＸＰＳ谱测量结果表明用Ｓ气氛辉光放电的方法在ＧａＡｓ（１００）表面上形成了较厚的ＧａＳ薄膜．

ECR等离子体对硅表面的低温大面积氮化

利用电子回旋共振微波放电氮等离子体对单晶硅表面进行了低温大面积氮化的探索 ,通过样品表征和等离子体成分探测 ,分析讨论了氮化机理。结果表明 ,这种方法可以用于硅表面的低温氮化处理 ,获得大面积的均匀氮化硅表层。

用于物理研究的分子束外延模拟实验装置

本文报道了一台用于物理研究的分子束外延模拟实验装置的设计和调试。这一模拟实验装置和商业化的大型测试仪器相连接,允许在不破坏超高真空状态时测试用分子束外延方法制备的样品,提供了开展应用研究和在线检测的手段。

离子溅射在GaP极性表面引起的损伤及其消除

离子束处理在器件工艺和材料表征技术中有着广泛的应用．本文采用低能电子衍射、Ｘ光电子能谱和角分辨紫外光电子能谱对ＧａＰ极性表面经Ａｒ离子溅射后的损伤情况进行了研究．主要探讨表面损伤及其消除、表面能带弯曲等问题．

多孔硅的微结构对其Raman谱的影响

用场发射扫描电子显微镜研究了用直流化学腐蚀和脉冲电化学腐蚀方法制备的多孔硅(PS)的微结构,观察并测试了孔洞的垂直度、深度以及洞宽(直径),对PS的纵向微结构进行了二次电子图像和背散电子图像的分析。使用高灵敏的共焦显微Raman系统研究了纵向的Raman谱,同时分析了微结构对纵向Raman效应的影响。

高灵敏度的高分辨率电子能量损失谱计算机控制系统

对进口ADES-400型角分辨电子能谱仪的计算机控制录谱系统进行了改造,使谱仪增加了高分辨电子能量损失谱(HREELS)的计算机控制录谱功能,并且使HREELS谱的灵敏度提高了近两个数量级。

多孔硅薄膜纵向分辨Raman谱研究

采用高灵敏度的micro Raman系统研究了多孔硅(PS)在纵向的Raman效应,并研究了多孔硅尺寸对Raman谱的影响.实验中采用脉冲电化学腐蚀和直流电化学腐蚀两种方法制备PS样品,纵向Raman光谱的结果表明,在纵向不同深度,用脉冲电化学腐蚀方法制备的PS,Raman光谱不存在频移,而用直流电化学腐蚀方法制备的PS在多孔层深度为70～90μm处的Raman光谱有向低波数方向约40cm-1的移动,它是由于常规电化学腐蚀方法制备的PS不同深度的尺寸分布对量子效率的影响引起的.