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。586 北京科技大学学报 1997年第5期 5min,然后加热蒸发器,使温度上升到920℃左右,保温再逐淅加温,最高温度可达1000℃, 保温直至蒸发完毕,然后真空冷却至室温.利用电子探针分析薄膜成分,在加入Sb量为15% 时,In和Sb原子比最为接近理想化学比的50.65%. (2)磁控溅射法. 磁控溅射法与热蒸镀法相比,成分容易控制.一般溅射制成的薄膜与靶的成分基本一致. 利用真空熔炼的高纯lnSb块,制成中65mm.厚4mm的片,表面地光后粘在靶的铜极上.衬底 片选用(100)取向抛光后约10cmr的Si片,表面氧化处理,形成一层SiO,起绝缘作用.在正 式镀膜前,用离子轰击清洗靶的表面和村底片的表面.抽真空至9.3×10)Pa,然后充氩气使 压力降至5.3×10-3Pa,开始黻射.镀膜时间20min,模厚约为2一3um.用电子探针作成分分 析,Sb与山的原子比为48.95%,非常接近1:1理想化学比(靶的成分为49.33%). 1.2真空热处理 用热蒸镀和藏射制备的lnSb薄膜,还存在誉大量的n,Sb两相单质,膜的品粒尺寸很小, 且为lnSb,ln,Sb各相的混合物.为了提高lnSb薄膜的电子迁移率,对所制得的薄膜进行热处 理很有必要.热处理的温度选择是本实验的关键.过去,对InSb的热处理怕重熔后Sb的再次 挥发,一般选择熔点下某一温度,使lSb晶粒在固态下扩散长大,本实验选择的热处理温度 为525~527℃,正好比nSb的熔点略高,使nSb液化,重新形核生长,但温度不易过高,否则 会造成Sb的强烈蒸发,而使成分的严重偏离,为了防止在热处理时薄膜中Sb的再次蒸发,采 用制造钝化膜的方法加以保护:将试样在空气中加热至300℃.保温10mi,薄膜表面会有Sb 的少量蒸发,形成高In区,而1n与氧反应,生成一层致密的饨化膜n,O,,防止了再加热时Sb 的进一步蒸发:然后将制备完纯化膜的lSb膜放入真空炉内,抽真空至0.133Pa,然后充氢气 至正常压力,加热至所需温度,保温30min,炉冷,出炉后.试样用FeC,去掉In,O,钝化层. 2结果与分析 图1(a)和(b)是热处理前的热蒸镀和磁控藏射的lSb薄膜扫描电镜照片.从照片的组织 观察可见,所制得的膜基本完整,而殿射的膜比蒸镀的膜更为致密,Sb的晶粒从组织照片中 图12种镀骥方法得到【Sb的圆粒组织(热处理前) (a)热慕镀;(b)碰控溅射
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