等离子体增强原子层沉积AlN外延单晶GaN研究

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作者 卢灏 许晟瑞 +9 位作者 黄永 陈兴 徐爽 刘旭 王心颢 高源 张雅超 段小玲 张进成 郝跃 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期547-553,共7页

氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料,具有较大的禁带宽度,较高的击穿电场强度、电子迁移率、热导系数以及直接带隙等优异特性,被广泛应用于电子器件和光电子器件中。由于与衬底的失配问题,早期工艺制备GaN材料难以获得高质量单晶GaN薄膜... 氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料,具有较大的禁带宽度,较高的击穿电场强度、电子迁移率、热导系数以及直接带隙等优异特性,被广泛应用于电子器件和光电子器件中。由于与衬底的失配问题,早期工艺制备GaN材料难以获得高质量单晶GaN薄膜。直到采用两步生长法,即先在衬底上低温生长氮化铝(AlN)成核层,再高温生长GaN,才极大地提高了GaN材料的质量。目前用于制备AlN成核层的方法有磁控溅射以及分子束外延等,为了进一步提高GaN晶体质量,本研究提出在两英寸c面蓝宝石衬底上使用等离子体增强原子层沉积(Plasma-enhanced Atomic Layer Deposition,PEALD)方法制备AlN成核层来外延GaN。相比于磁控溅射方法,PEALD方法制备AlN的晶体质量更好;相比于分子束外延方法,PEALD方法的工艺简单、成本低且产量大。沉积AlN的表征结果表明,AlN沉积速率为0.1 nm/cycle,并且AlN薄膜具有随其厚度变化而变化的岛状形貌。外延GaN表征结果表明,当沉积厚度为20.8 nm的AlN时,GaN外延层的表面最平整,均方根粗糙度为0.272 nm,同时具有最好的光学特性以及最低的位错密度。本研究提出了在PEALD制备的AlN上外延单晶GaN的新方法,沉积20.8 nm的AlN有利于外延高质量的GaN薄膜,可以用于制备高电子迁移率晶体管及发光二极管。 展开更多

关键词 GAN ALN 等离子体增强原子层沉积 成核层 外延

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等离子体增强原子层沉积二氧化硅对多晶硅的损伤机理及防范工艺研究

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作者 何亚东 袁刚 +3 位作者 李拓 周毅 程晓敏 霍宗亮 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期552-558,共7页

文章通过电子束检测(EBI)手段研究了等离子体增强原子层沉积(PEALD) SiO_(2)过程中硅烷基酰胺类前驱体副产物对多晶硅产生不可逆损伤的机理。提出用单胺基硅烷基酰胺替代多胺基硅烷基酰胺作为前驱体,来减轻对多晶硅材料的损伤。在不损... 文章通过电子束检测(EBI)手段研究了等离子体增强原子层沉积(PEALD) SiO_(2)过程中硅烷基酰胺类前驱体副产物对多晶硅产生不可逆损伤的机理。提出用单胺基硅烷基酰胺替代多胺基硅烷基酰胺作为前驱体,来减轻对多晶硅材料的损伤。在不损伤多晶硅前提下,进一步研究化学位阻较小的单胺基前驱体二异丙胺硅烷(DIPAS)对反应速率的影响。 展开更多

关键词 等离子体增强原子层沉积 硅烷基酰胺 氧化硅 二异丙胺硅烷(DIPAS)

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等离子体增强原子层沉积增透阻隔膜的研究 被引量：4

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作者 林晶 于贵文 +3 位作者 孙智慧 张莉 巩雪 钱锋 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期566-570,共5页

高阻隔高透光率的柔性复合材料在包装和电子封装领域具有很高的应用价值。本文采用等离子增强原子层沉积技术在PET基体上制备了多层结构的增透阻隔膜,研究了等离子增强原子层沉积制备氧化硅和氮化硅的工艺参数,利用光学模拟软件设计出... 高阻隔高透光率的柔性复合材料在包装和电子封装领域具有很高的应用价值。本文采用等离子增强原子层沉积技术在PET基体上制备了多层结构的增透阻隔膜,研究了等离子增强原子层沉积制备氧化硅和氮化硅的工艺参数,利用光学模拟软件设计出所需透过率的膜层结构。结果表明:等离子体增强原子层沉积制备的薄膜原子力显微镜表面形貌晶粒分布均匀,薄膜致密,红外光谱显示制备的薄膜为高纯度的SiO_(2)和Si_(3)N_(4),薄膜的透水率降低了2个数量级,可见光范围透过率可达到94%。 展开更多

关键词 等离子体增强原子层沉积 PET 阻隔性 增透性

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等离子体增强原子层沉积系统及其应用研究 被引量：4

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作者 万军 饶志鹏 +3 位作者 方攸同 陈波 李超波 夏洋 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期192-196,共5页

介绍了自行设计的等离子体增强原子层沉积(PEALD)系统及其原位制备氮掺杂纳米TiO2可见光催化剂的实验结果。PEALD系统主要由远程脉冲感应耦合等离子体发生器、真空反应腔室、真空系统、前驱体输运系统、控制系统等部分组成。沉积过程中... 介绍了自行设计的等离子体增强原子层沉积(PEALD)系统及其原位制备氮掺杂纳米TiO2可见光催化剂的实验结果。PEALD系统主要由远程脉冲感应耦合等离子体发生器、真空反应腔室、真空系统、前驱体输运系统、控制系统等部分组成。沉积过程中前驱体的交替、等离子体的产生、样品台温度、载气流量、沉积周期等参数都可以预先设定并由控制系统自动执行。在研制的PEALD系统上首次开展原位氮掺杂纳米TiO2光催化剂的制备,高分辨透射电镜结果表明制备的氮掺杂TiO2薄膜为非晶态结构,薄膜厚度为3 nm,生长速率为0.05 nm/cycle;X射线光电子能谱结果表明N元素掺入到了制备的TiO2薄膜,并取代了TiO2薄膜中的O元素;紫外-可见光谱表明制备的氮掺杂TiO2薄膜对可见光的吸收率明显增强。 展开更多

关键词 等离子体增强原子层沉积 原位掺杂 氮掺杂TiO2 结构表征

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等离子体增强原子层沉积Al_2O_3钝化多晶黑硅的研究

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作者 蒋晔 沈鸿烈 +6 位作者 李杰 岳之浩 张磊 舒栩 宋扬 徐浩 邹健 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期105-108,共4页

黑硅的纳米结构可以大大降低硅表面的入射光反射率,同时由于比表面积的增加使其钝化成为难题,从而影响其太阳电池的性能。等离子体增强原子层沉积(PEALD)法沉积的Al2O3钝化层具有良好的保型性和致密性,适用于黑硅纳米微结构的钝化。本... 黑硅的纳米结构可以大大降低硅表面的入射光反射率,同时由于比表面积的增加使其钝化成为难题,从而影响其太阳电池的性能。等离子体增强原子层沉积(PEALD)法沉积的Al2O3钝化层具有良好的保型性和致密性,适用于黑硅纳米微结构的钝化。本文使用金属辅助化学法制备多晶黑硅,再经低浓度碱溶液处理优化黑硅结构,最后用PEALD沉积了不同厚度的Al2O3钝化层。采用扫描电镜、分光光度计和少子寿命测试仪对黑硅的表面形貌、减反射特性和少子寿命变化进行了分析。结果表明碱溶液处理后黑硅表面结构变得更为平滑,Al2O3钝化的黑硅经退火后少子寿命达到8.96μs,在可见光范围内反射率降低至3.7%,与传统制绒工艺的多晶硅片相比性能有明显提升。 展开更多

关键词 等离子体增强原子层沉积 黑硅 钝化 减反射

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等离子体增强原子层沉积制备压电AlN薄膜 被引量：1

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作者 乌李瑛 瞿敏妮 +4 位作者 沈赟靓 田苗 马玲 王英 程秀兰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第9期725-732,共8页

采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术在单晶硅衬底上成功制备了具有(002)晶面择优取向的氮化铝(AlN)晶态薄膜,为设计新型压电功能器件提供了思路。利用椭圆偏振光谱仪(SE)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(... 采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术在单晶硅衬底上成功制备了具有(002)晶面择优取向的氮化铝(AlN)晶态薄膜,为设计新型压电功能器件提供了思路。利用椭圆偏振光谱仪(SE)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)对样品的生长速率、表面形貌、晶体结构、薄膜成分进行了表征和分析。结果表明,在250℃沉积温度下,以N_(2)、H_(2)和Ar的混合气体的等离子体作为共反应物,在相同工艺条件下仅增加前驱体三甲基铝(TMA)脉冲注入之后的氮气吹扫时间(t_(p1)),制备的AlN薄膜的(002)晶面择优取向趋于显著,说明t_(p1)的增加可以促进Al和N原子的有序排列,并促进(002)晶面择优取向形成。实验中,t_(p1)为30 s且循环次数为1 150时,PEALD制备的AlN薄膜表面平整光滑,均方根表面粗糙度为0.885 nm,(002)晶面衍射峰最明显,薄膜中氧原子数分数为11.04%,氧原子在AlN薄膜中形成氧缺陷并形成一种稳定的基于八面体配位铝的新型氧缺陷相,XPS结果证明了N—O—Al键的形成。 展开更多

关键词 等离子增强原子层沉积(PEALD) ALN 晶态薄膜 结合能 氧缺陷

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等离子体增强原子层沉积技术制备铜薄膜

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作者 樊启鹏 胡玉莲 +2 位作者 桑利军 王卉 刘忠伟 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期306-312,共7页

集成电路的高速发展为铜互连提出诸多要求,其中,如何低温条件(≤150℃)下在大深宽比的通孔或沟槽中沉积保形性好、纯度高、导电性好的铜籽晶层是亟需解决的问题。本文利用等离子体增强原子层沉积技术,以脒基铜为铜前驱体,以氢等离子体... 集成电路的高速发展为铜互连提出诸多要求,其中,如何低温条件(≤150℃)下在大深宽比的通孔或沟槽中沉积保形性好、纯度高、导电性好的铜籽晶层是亟需解决的问题。本文利用等离子体增强原子层沉积技术,以脒基铜为铜前驱体,以氢等离子体为还原物质,在较低的沉积温度(100℃)下,沉积了纯度高、导电性能优良的铜薄膜。在10∶1的硅基沟槽中,表面与沟槽底部厚度均匀(~80 nm)。考察了放电输入功率对薄膜形貌的影响并利用时间分辨发射光谱技术对氢等离子体进行在线诊断。本论文研究表明铜脒基前驱体用于低温等离子体辅助原子层沉积工艺,可有效地解决铜薄膜沉积过程中铜粒子的团聚问题,并为其它类脒基前驱体进行金属薄膜的沉积提供借鉴。 展开更多

关键词 射频等离子体 铜籽晶层 原子层沉积

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等离子体辅助原子层沉积氧化铝薄膜的研究 被引量：6

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作者 桑利军 赵桥桥 +3 位作者 胡朝丽 李兴存 雷雯雯 陈强 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1731-1735,共5页

为在室温条件下进行氧化铝薄膜的原子层沉积,自行设计了一套微波回旋共振等离子体辅助原子层沉积装置,以三甲基铝作为铝源前躯体,氧气作为氧化剂,在室温下于氢氟酸溶液中处理过的单晶硅基片上进行了氧化铝薄膜的沉积。利用扫描电子显微... 为在室温条件下进行氧化铝薄膜的原子层沉积,自行设计了一套微波回旋共振等离子体辅助原子层沉积装置,以三甲基铝作为铝源前躯体,氧气作为氧化剂,在室温下于氢氟酸溶液中处理过的单晶硅基片上进行了氧化铝薄膜的沉积。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、高分辨率透射电子显微镜、X-ray射线衍射、X-ray射线光电子能谱等分析手段测试了薄膜的表面形貌和成分,结果表明制备的氧化铝薄膜为非晶态结构,铝、氧元素含量配比接近2/3,同时薄膜表面非常光滑平整而且致密,表面粗糙度<0.4nm。通过高分辨率透射电子显微镜的截面图,可以估算出薄膜厚度约为80nm,界面非常清晰、平整,薄膜质量较高,沉积速率为0.27nm/周期,沉积速率较热沉积大大提高。 展开更多

关键词 电子回旋共振等离子体 三甲基铝(TMA) 原子层沉积 表面形貌 氧化铝 沉积速率

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热ALD和等离子增强ALD沉积HfO2薄膜的比较（英文） 被引量：2

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作者 乌李瑛 柏荣旭 +4 位作者 瞿敏妮 田苗 沈赟靓 王英 程秀兰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第10期795-802,共8页

以四(甲乙胺)铪(TEMAHf)作为前驱体,采用热原子层沉积(TALD)技术和等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术分别在硅衬底上沉积二氧化铪(HfO2)薄膜。分别研究了水和臭氧作为共反应物对TALD HfO2薄膜性能的影响及采用电容耦合等离子体(CCP)PEA... 以四(甲乙胺)铪(TEMAHf)作为前驱体,采用热原子层沉积(TALD)技术和等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术分别在硅衬底上沉积二氧化铪(HfO2)薄膜。分别研究了水和臭氧作为共反应物对TALD HfO2薄膜性能的影响及采用电容耦合等离子体(CCP)PEALD HfO2薄膜的最佳工艺条件。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光电子能谱(XPS)对不同工艺制备的HfO2薄膜的微观结构、表面形貌进行了表征。结果表明,反应温度为300℃时,TALD 50 nm厚的HfO2薄膜为单斜相晶体;PEALD在较低反应温度(150℃)下充分反应,所沉积的50 nm厚的HfO2薄膜杂质含量较低,薄膜未形成结晶态;PEALD工艺得到的HfO2薄膜的界面层最厚,主要为硅的亚氧化物或铪硅酸盐。电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测试结果表明,以水作为氧源且反应温度300℃的TALD工艺所得到的HfO2薄膜,其金属-绝缘体-半导体(MIS)器件的漏电流及电滞回线最小。 展开更多

关键词 二氧化铪(HfO2) 原子层沉积(ALD) 热原子层沉积(TALD) 等离子增强原子层沉积(PEALD) 介电常数

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原子层沉积氮化钽薄膜的研究进展 被引量：1

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作者 乌李瑛 瞿敏妮 +4 位作者 付学成 田苗 马玲 王英 程秀兰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第19期19101-19110,共10页

在集成电路中,铜互连工艺需要沉积一层连续且保形性良好的铜阻挡层。氮化钽是一种过渡金属氮化物,由于其硬度高,导电性可控,对金属元素具有扩散阻挡的作用,在微电子工业领域中氮化钽是铜互连技术中研究最为广泛的扩散阻挡层材料。随着... 在集成电路中,铜互连工艺需要沉积一层连续且保形性良好的铜阻挡层。氮化钽是一种过渡金属氮化物,由于其硬度高,导电性可控,对金属元素具有扩散阻挡的作用,在微电子工业领域中氮化钽是铜互连技术中研究最为广泛的扩散阻挡层材料。随着集成电路特征尺寸的减小及沟槽深宽比的增加,早期的物理气相沉积(PVD)工艺难以满足其未来的制作需求,因此原子层沉积(ALD)技术对制备超薄氮化钽阻挡层起着至关重要的作用。大部分ALD氮化钽薄膜的工艺优化主要集中在控制前驱体及还原气体的成分和工艺,以避免生成高阻态Ta 3N 5。这是由于器件关键尺寸的持续缩小会导致铜互连体积减小和阻挡层TaN在铜线中所占比例增加,而相比于铜阻挡层材料(TaN电阻率小于0.25 mΩ·cm;Ta 3N 5电阻率约为6Ω·cm),铜的电阻率(1.67μΩ·cm)极低,因此阻挡层在铜互连中所占比例增加必然导致互连线导电性减弱。同时,互连线导电性不好还会导致器件工作信号传输延迟和工作能耗增加,因此,铜阻挡层的厚度应尽量薄。此外,这层极薄的铜扩散阻挡层需要被连续沉积在器件的层间绝缘层(ILD)上,且阻挡层的薄膜不能有任何孔洞,而原子层沉积则是能够同时满足上述条件的薄膜制备技术。对于原子层沉积氮化钽,以钽卤化物或有机钽金属作为前驱体,采用原子层沉积工艺制备的薄膜已得到广泛研究。然而,这些前驱体在原子层沉积过程中会产生腐蚀性副产物,并不适合工业应用。此外,这些前驱体在室温下均为固体,可能导致设备及所沉积薄膜被颗粒污染。因此,学者们开发出醇盐基、酰胺基等金属有机前驱体用于薄膜的制备。研究表明,钽的醇盐类前驱体通常含有氧元素,会使原子层沉积的氮化钽有较高的氧残留;而使用酰胺基或酰亚胺基前驱体则可以制备出氧杂质含量较少的薄膜,但其热稳定性较差。本文综述了近年来原子层沉积氮化钽薄膜的研究进展,重点综述了热型原子层沉积和利用等离子体辅助原子层沉积氮化钽薄膜的研究结果及现状,详细介绍了不同前驱体以及不同工艺的沉积结果,总结了各工艺的优缺点,为氮化钽沉积工艺用于实际生产提供了借鉴。 展开更多

关键词 TaN薄膜 原子层沉积 等离子增强型原子层沉积 电阻率 铜阻挡层

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原子层沉积铜薄膜研究进展 被引量：1

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作者 郭群 国政 +4 位作者 桑利军 王安玲 田旭 杨丽珍 刘忠伟 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期856-861,共6页

微电子领域中的铜互连工艺需要沉积一层连续且保形好的铜籽晶层,随着集成电路中特征尺寸的减小及沟槽深宽比的增加,传统的热沉积工艺难以满足其将来的制作要求。本文介绍了使用新的强还原剂前驱体沉积铜金属工艺的研究进展,重点综述了... 微电子领域中的铜互连工艺需要沉积一层连续且保形好的铜籽晶层,随着集成电路中特征尺寸的减小及沟槽深宽比的增加,传统的热沉积工艺难以满足其将来的制作要求。本文介绍了使用新的强还原剂前驱体沉积铜金属工艺的研究进展,重点综述了利用氢气等离子体辅助原子层沉积铜薄膜工艺的研究现状,概述了应用各类铜前驱体进行铜薄膜沉积的参数及所制备铜薄膜的性能,总结了各工艺的优缺点。 展开更多

关键词 铜籽晶层 原子层沉积 低温 等离子体

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蝶翅构型TiO2/等离子体纳米金复合体系全光谱二氧化碳光还原特性研究 被引量：2

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作者 严润羽 周涵 范同祥 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1-5,共5页

以红珠灰蝶为生物模板,使用原子层沉积法构筑三维构型TiO_2光催化材料以增强其光捕获能力;使用种子生长法制备具有宽幅可见光波段吸收能力的等离子体共振金纳米棱结构,并将其负载于蝶翅构型TiO_2上以得到全光谱响应的复合光催化体系;采... 以红珠灰蝶为生物模板,使用原子层沉积法构筑三维构型TiO_2光催化材料以增强其光捕获能力;使用种子生长法制备具有宽幅可见光波段吸收能力的等离子体共振金纳米棱结构,并将其负载于蝶翅构型TiO_2上以得到全光谱响应的复合光催化体系;采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪(XRD)等表征了所制备的样品;对样品进行了二氧化碳还原性能测试,结果表明在全光谱照射下,负载有金纳米棱的蝶翅构型TiO_2的二氧化碳光还原性能比无结构的提升了54%。 展开更多

关键词 光还原二氧化碳 蝶翅 原子层沉积 等离子体金纳米棱

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NH_(3)和N_(2)混合等离子体预处理对锗MOS器件性能的影响

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作者 乌李瑛 柏荣旭 +5 位作者 瞿敏妮 付学成 田苗 马玲 王英 程秀兰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第14期14012-14016,共5页

对锗衬底进行NH 3和N 2混合等离子体(V(NH_(3))∶V(N_(2))=5∶1)原位预处理,其自然氧化层GeO_(x)反应生成GeO_(y)N_(z)。XPS结果显示,随着预处理时间的延长,GeO_(y)N_(z)厚度稍有增加。结构为500 nm Al/20 nm Ti/10 nm HfO_(2)/Ge的锗MO... 对锗衬底进行NH 3和N 2混合等离子体(V(NH_(3))∶V(N_(2))=5∶1)原位预处理,其自然氧化层GeO_(x)反应生成GeO_(y)N_(z)。XPS结果显示,随着预处理时间的延长,GeO_(y)N_(z)厚度稍有增加。结构为500 nm Al/20 nm Ti/10 nm HfO_(2)/Ge的锗MOS电容样品,在1 V的偏压下,未经过原位等离子体预处理的样品的漏电流密度为10^(-4) A/cm^(2)量级,而120 s NH_(3)/N_(2)混合等离子体预处理后的样品的漏电流密度减小到10^(-5) A/cm 2量级;所有等离子体预处理样品的C-V曲线不存在明显的翘曲变形,表明样品的界面陷阱电荷密度较低;通过C-V曲线计算可得,NH_(3)/N_(2)混合等离子体预处理60 s后样品的等效电容约为17,小于理想HfO_(2)的介电常数值,说明预处理条件下仍有不可忽略的层间电容。与其他预处理方法相比,NH_(3)/N_(2)混合等离子体原位预处理锗衬底可以更加有效地提高锗衬底上原子层沉积HfO_(2)层间界面的质量,抑制Ge向HfO_(2)的扩散,对界面的陷阱电荷有重要的限制作用。在提高锗MOS器件的性能方面,NH_(3)和N_(2)混合等离子体原位预处理的方法在工业生产中更具有潜在优势。 展开更多

关键词 锗MOS 原子层沉积 原位等离子体预处理 二氧化铪薄膜 高介电常数 漏电流密度

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PEALD沉积温度对AlN的结构和表面特性的影响（英文） 被引量：2

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作者 陈芳 方铉 +7 位作者 王双鹏 牛守柱 方芳 房丹 唐吉龙 王晓华 刘国军 魏志鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期212-215,共4页

研究通过等离子增强原子层沉积（PEALD）在不同沉积温度下生长的A1N温度对其特性的影响。前驱体是NH3和TMA，在300oC、350oC和370oC沉积温度下分别沉积了200、500、800、1000、1500周期的A1N层，并讨论了A1N薄膜的生长速率、结晶化和表... 研究通过等离子增强原子层沉积（PEALD）在不同沉积温度下生长的A1N温度对其特性的影响。前驱体是NH3和TMA，在300oC、350oC和370oC沉积温度下分别沉积了200、500、800、1000、1500周期的A1N层，并讨论了A1N薄膜的生长速率、结晶化和表面粗糙度。结果表明，在300—370℃范围内，随着温度的上升薄膜的沉积速率和结晶化增加，而薄膜表面粗糙度减小。 展开更多

关键词 氮化铝 等离子增强原子层沉积 生长速率 结晶化 表面粗糙度 沉积温度

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沉积功率和退火工艺对PE-ALD氧化铝薄膜的影响 被引量：3

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作者 刘媛媛 杜纯 +4 位作者 曹坤 陈蓉 徐湘伦 黄静 单斌 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期610-615,共6页

Al2O3薄膜常用于有机电子器件的稳定化封装。除了薄膜的水气渗透率特性,薄膜的表面粗糙度、润湿性和折射率等性能也会影响薄膜的最终封装效果。采用自制等离子增强原子层沉积（PE-ALD）系统在低温下成功制备了Al2O3薄膜,研究了沉积功率... Al2O3薄膜常用于有机电子器件的稳定化封装。除了薄膜的水气渗透率特性,薄膜的表面粗糙度、润湿性和折射率等性能也会影响薄膜的最终封装效果。采用自制等离子增强原子层沉积（PE-ALD）系统在低温下成功制备了Al2O3薄膜,研究了沉积功率和退火参数对Al2O3薄膜微观形貌和性能的影响。结果表明,Al2O3薄膜的生长速率和折射率随沉积功率的增加分别呈现先增加后下降和不断增加的趋势,当沉积功率为1 800 W时,薄膜的线性生长速率达到0.27 nm/cycle,远高于传统热原子层沉积技术的沉积速率。退火处理不会改变Al2O3薄膜晶态,但改善了薄膜的表面粗糙度,降低了接触角和有机基团红外强度。得到了最佳的PE-ALD薄膜制备工艺条件,实现了对有机发光二极管器件的有效封装。 展开更多

关键词 等离子增强原子层沉积(PE-ALD) AL2O3薄膜 沉积功率 退火工艺 有机发光二极管(OLED)

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PEALD原位掺杂制备纳米TiO2-xNx光催化剂 被引量：4

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作者 饶志鹏 万军 +2 位作者 冯嘉恒 李超波 夏洋 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期691-695,共5页

采用等离子体增强型原子层沉积(PEALD)系统原位掺杂制备了TiO2-xNx光催化剂。利用光电子能谱(XPS)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、光致发光(PL)光谱和紫外–可见光(UV-Vis)光谱对催化剂进行了表征,并研究了TiO2-xNx纳米薄膜在可见光照射下... 采用等离子体增强型原子层沉积(PEALD)系统原位掺杂制备了TiO2-xNx光催化剂。利用光电子能谱(XPS)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、光致发光(PL)光谱和紫外–可见光(UV-Vis)光谱对催化剂进行了表征,并研究了TiO2-xNx纳米薄膜在可见光照射下水接触角的变化和催化降解亚甲基橙(MO)溶液的性能。结果表明,等离子体功率变化可以改变掺入氮原子的结构,在功率为50 W时主要形成替换式氮原子,含量约为1.22at%,晶体为锐钛矿(101)型。结构无明显缺陷,且掺杂后TiO2-xNx薄膜光生电子–空穴对复合率低,有利于光催化效率的提高。该方法解决了传统ALD工艺制备TiO2-xNx光催化剂时容易形成氧空位的问题,实现了TiO2-xNx纳米材料的可见光(λ<800 nm)吸收和可见光光催化性能。 展开更多

关键词 等离子体增强原子层沉积 原位 TiO2-xNx 光催化剂

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PEALD HfO_2栅介质薄膜的界面优化及其特性表征

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作者 徐大伟 程新红 +3 位作者 曹铎 郑理 万文艳 俞跃辉 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期755-759,共5页

采用等离子体增强原子层沉积技术在Si衬底上制备了HfO2栅介质薄膜。为了抑制HfO2薄膜与Si衬底间界面层的生长,首先对Si衬底进行了原位的氧等离子体和氨等离子体预处理,高分辨透射电子显微镜被用来表征HfO2薄膜和界面层的厚度及形态。当... 采用等离子体增强原子层沉积技术在Si衬底上制备了HfO2栅介质薄膜。为了抑制HfO2薄膜与Si衬底间界面层的生长,首先对Si衬底进行了原位的氧等离子体和氨等离子体预处理,高分辨透射电子显微镜被用来表征HfO2薄膜和界面层的厚度及形态。当氧等离子体和氨等离子体的功率分别为75 W和150 W时,界面层的生长得到了有效控制,厚度为0.83 nm,X射线光电子能谱分析表明该界面层主要由具有较高介电常数的HfSiON组成。MIS电容被用来研究HfO2薄膜的电学特性,当HfO2薄膜物理厚度为3 nm时,等效栅氧厚度为1.04 nm,电容回滞大小为35.8 mV。漏电特性曲线显示,在距离平带电压为1 V的位置处,漏电流密度仅为0.64!A/cm2。 展开更多

关键词 等离子体预处理 等离子体增强原子层沉积（PEALD） 氧化铪 高介电常数材 料 界面优化

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不同退火条件对PEALD制备的Ga_(2)O_(3)薄膜特性的影响 被引量：1

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作者 马海鑫 丁广玉 +6 位作者 邢艳辉 韩军 张尧 崔博垚 林文魁 尹浩田 黄兴杰 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第5期838-844,共7页

利用等离子增强原子层沉积技术(PEALD)在c面蓝宝石衬底上制备了氧化镓(Ga_(2)O_(3))薄膜,研究了退火气氛(v(N_(2))∶v(O_(2))=1∶1(体积比)、空气和N_(2))及退火时间对Ga_(2)O_(3)薄膜晶体结构、表面形貌和光学性质的影响。研究结果表明... 利用等离子增强原子层沉积技术(PEALD)在c面蓝宝石衬底上制备了氧化镓(Ga_(2)O_(3))薄膜,研究了退火气氛(v(N_(2))∶v(O_(2))=1∶1(体积比)、空气和N_(2))及退火时间对Ga_(2)O_(3)薄膜晶体结构、表面形貌和光学性质的影响。研究结果表明,退火前的氧化镓处于亚稳态,不同退火气氛下退火后晶体结构发生明显改变,而且退火气氛中N_(2)比例增加有利于Ga_(2)O_(3)重结晶。在N_(2)气氛下退火达到30 min,薄膜结构已由亚稳态转变成择优取向的β-Ga_(2)O_(3)。而且表面形貌分析表明,退火30 min后表面形貌开始趋于稳定,表面晶粒密度不再增加。另外实验样品在400~800 nm的平均透射率几乎是100%,且光吸收边陡峭。采用N_(2)气氛退火,对于富氧环境下沉积的Ga_(2)O_(3)更利于薄膜表面原子迁移,以及择优取向Ga_(2)O_(3)重结晶。 展开更多

关键词 氧化镓 退火条件 等离子增强原子层沉积 晶体结构 表面形貌 光学性质

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氮钝化对Te掺杂GaSb材料光学性质的影响 被引量：4

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作者 容天宇 房丹 +5 位作者 谷李彬 方铉 王登魁 唐吉龙 王新伟 王晓华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期57-62,共6页

利用等离子体增强原子层沉积系统,使用氮等离子体对Te掺杂GaSb的表面进行刻蚀,改善样品的发光特性.在室温下(300K),发光强度提高了4倍.在低温光谱测试中,发现了由Te掺杂导致的TeSb施主缺陷相关的发光峰,峰位位置在0.743eV处;此外,带边... 利用等离子体增强原子层沉积系统,使用氮等离子体对Te掺杂GaSb的表面进行刻蚀,改善样品的发光特性.在室温下(300K),发光强度提高了4倍.在低温光谱测试中,发现了由Te掺杂导致的TeSb施主缺陷相关的发光峰,峰位位置在0.743eV处;此外,带边发光峰位随温度变化从0.796eV移动到0.723eV.对比室温和低温光谱,发现当N等离子体刻蚀功率为100 W时,Te掺杂GaSb的最佳刻蚀周期是200周期;并且氮钝化没有改变Te掺杂GaSb的发光机制,只是提高了样品的辐射复合效率. 展开更多

关键词 光致发光 钝化 GASB 等离子体增强原子层沉积 氮等离子体

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上海光机所在紫外减反射激光薄膜研究中取得进展

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作者 新型 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期276-276,共1页

中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室在基于低温等离子体增强原子层沉积的紫外减反射激光薄膜研究中取得新进展,初步实现了紫外减反射薄膜的损伤阈值提升。原子层沉积技术具有精确的厚度可控性、高均匀性、优异的共形性和... 中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室在基于低温等离子体增强原子层沉积的紫外减反射激光薄膜研究中取得新进展,初步实现了紫外减反射薄膜的损伤阈值提升。原子层沉积技术具有精确的厚度可控性、高均匀性、优异的共形性和较高的激光损伤阈值,在激光薄膜领域具有良好前景。 展开更多

关键词 激光损伤阈值 薄膜光学 上海光机所 减反射 中国科学院 激光薄膜 等离子体增强原子层沉积 高均匀性

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