集成電路制造論文

1、離子注入摻雜對ZnO薄膜性能的影響TheinfluenceofionimplantationontheZnOthinfilm姓名:郝秀秀西安電子科技大學摘要氧化鋅(ZnO)是一種重要的寬禁帶(室溫下Eg337eV)直接帶隙半導體材料。離子注入是將具有高功能的摻雜離子引入到半導體中的一種工藝其目的是改變半導體的載流子濃度和導電類型.本論文是利用離子注入技術(shù)進行摻雜和熱退火處理ZnO薄膜改性。利用溶膠凝膠方法在石英玻璃襯底上制備了ZnO薄膜

2、，將能量56keV、劑量110“cm2的Zn離子注入到薄膜中。離子注入后，薄膜在500～900℃的氬氣中退火，利用X射線衍射譜、光致發(fā)光譜和光吸收譜研究了離子注入和退火對ZnO薄膜結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)的影響。結(jié)果顯示：衍射峰在約700℃退火后得到恢復；當退火溫度小于600℃時，吸收邊隨著退火溫度的提高發(fā)生藍移，超過600℃時，吸收邊隨著退火溫度的提高發(fā)生紅移。關(guān)鍵詞：ZnO薄膜；離子注入；退火溫度；吸收；光致發(fā)光。ABSTRACTZincox

3、ide(ZnO)isakindofimptantwidefbiddenb(Egatroomtemperature3.37eV)directbgapsemiconductmaterials.Ionimplantationiswillhavehighfunctionintothedopingisemiconductprocess.Theaimistochangethegecarriersconcentrationsemiconductcon

4、ductivetype.ThepresentpaperisusingionimplantationtechnologythermalannealingprocessingdopedZnOthinfilmmodification.UsingsolgelmethodinquartzglasssubstratesgelpreparationZnOfilmstheenergy56keVdose1X10“cm2ofZnionimplantatio

5、ntofilm.Ionimplantationfilmin500~900℃intheargonannealingXraydiffractionspectrumthelightspectrumlightabsptionspectrumtosendtheionimplantationannealingZnOthinfilmontheinfluenceofthestructureopticalproperties.配位(配位數(shù)為4：4)，即鋅

6、離子占據(jù)層與氧離子占據(jù)層交蟄排列，而氧原予(或者鋅原子)可以看成是填塞予半數(shù)鋅原予(或者氧原子)的四面體中心，如圖11所示，從而Zn和。在位置上是等價的，zn原予的3d電子和O原子的2p電子發(fā)生雜化從燕形成共價鍵，實際上，Zn到它最近鄰的遙個O原子(組成四瑟體)之聞的距離(鍵長)并不相等，一般認為，其結(jié)合主要是離子鍵結(jié)合。纖镩礦結(jié)構(gòu)可以看成是由平行于(0001)面的AB“原子偶層“構(gòu)成，即一層A原子與一層B原子緊挨著，接著又一層A原子緊

7、挨一層B原子，不斷重復排列下去，這樣有效離子電荷約為112，這樣就產(chǎn)生了一個極性C軸。這樣的e軸是六重對稱軸，也是極性軸，所以具有自發(fā)極化和熱釋電效應(yīng)【27】；二是閃鋅礦(zincblende)結(jié)構(gòu)，它的晶格能量稍高，只能在立方結(jié)構(gòu)的襯底上生長才能穩(wěn)定形成；三是巖鹽(rocksalt)結(jié)構(gòu)，ZnO只能在高壓條件下形成穩(wěn)定的巖鹽結(jié)構(gòu)，是在ZnO處于大約高壓時發(fā)生固體相變形成這種結(jié)構(gòu)，其空間群為Fm3m。1.2Zn0的制備采用分析純的二水合

8、醋酸鋅作為前驅(qū)體，乙二醇甲醚和無水乙醇作為溶劑，乙醇氨作為穩(wěn)定劑。實驗中將一定量的醋酸鋅溶解在乙二醇甲醚和無水乙醇混合溶劑中，加入與醋酸鋅等物質(zhì)的量的乙醇氨和少量的甲酰氨，經(jīng)充分攪拌后，形成035tool透明均勻的溶液。實驗中以石英玻璃片作為襯底，采用旋轉(zhuǎn)涂覆技術(shù)進行涂膜，先在較低轉(zhuǎn)速下向襯底滴加溶液，然后在4000r／min的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)30s，形成的濕膜在300℃下預處理15min，然后進行第二次涂膜，反復多次(本實驗采用12層膜)。