原子層沉積技術(shù)制備氧化鋅納米薄膜及其性能研究.pdf

1、透明導(dǎo)電薄膜的發(fā)展是目前電子領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。傳統(tǒng)透明導(dǎo)電薄膜ITO來源稀少且易產(chǎn)生有毒煙霧，因此需要一種新型透明導(dǎo)電材料作為其替代品。ZnO是一種透明、導(dǎo)電、無毒、廉價(jià)的材料，且來源廣泛，因而成為了ITO的重點(diǎn)替代材料之一。原子層沉積技術(shù)（ALD）是近年發(fā)展起來的薄膜制備技術(shù)，該技術(shù)制備的薄膜性能優(yōu)異、厚度可控且保型性好，在電子制造領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文利用自主研制的ALD設(shè)備制備ZnO薄膜，對其進(jìn)行工藝探索和測試分析。
　

2、　1、研究了ALD反應(yīng)中鋅源脈沖時(shí)間對ZnO薄膜生長及性能的影響。在0.1~2 s的脈沖時(shí)間內(nèi)，薄膜生長速率隨脈沖時(shí)間的增加而增加，在2s以上逐漸趨于穩(wěn)定。而后研究了沉積溫度對 ZnO薄膜質(zhì)量的影響，隨著沉積溫度的升高，薄膜電導(dǎo)率增加到1.81×102/cm/Ω（150℃），整體的表面粗糙度也得到改善。
　　2、研究了 ALD反應(yīng)中反應(yīng)溫度，脈沖清洗時(shí)間對 Al2O3薄膜沉積速率和薄膜性能的影響。通過提高生長的反應(yīng)溫度和延長清洗時(shí)

3、間，薄膜沉積速率有一定程度的下降，但薄膜更加致密，這可以使薄膜表面粗糙度，介電強(qiáng)度和絕緣性明顯改善。當(dāng)沉積溫度為150℃時(shí)，介電強(qiáng)度達(dá)到9.2 MV/cm，同時(shí)實(shí)現(xiàn)薄膜的低缺陷和少雜質(zhì)。
　　3、針對ZnO薄膜的性能缺陷和改進(jìn)難點(diǎn)，采用多前驅(qū)體ALD技術(shù)進(jìn)行Al摻雜，并分析摻雜反應(yīng)的作用模式和摻雜濃度。通過控制鋁鋅循環(huán)比來調(diào)節(jié) AZO薄膜的Al摻雜濃度。在制備AZO薄膜時(shí)，我們研究了不同Al原子摻雜率對AZO薄膜性能的影響，并對鋁