衬底温度对直接光CVD SiO2薄膜特性的影响
衬底温度对脉冲激光沉积类金刚石薄膜的影响
第37卷 第8期中 国 激 光V ol.37,N o.82010年8月CHINESE JOURNAL O F LASERSAugust,2010文章编号:0258 7025(2010)08 2063 05衬底温度对脉冲激光沉积类金刚石薄膜的影响罗 乐1 赵树弥1 仇冀宏1 方尚旭1 方晓东2 陶汝华2(1合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009;2中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031)摘要 在脉冲激光沉积法制备类金刚石薄膜的实验中,保持其他实验参数不变,衬底温度分别取30,200,400和600 来沉积类金刚石薄膜。
用拉曼光谱仪和X 射线光电子能谱仪对不同衬底温度下沉积的类金刚石薄膜的微观结构和组成进行检测分析;用原子力显微镜对不同衬底温度下沉积的类金刚石薄膜的表面形貌进行检测分析。
实验结果表明,衬底温度对脉冲激光沉积法制备的类金刚石薄膜的微观结构与组成,sp 3/sp 2比值以及薄膜的表面形貌都有显著的影响。
衬底温度升高导致各种碳离子和石墨大颗粒在衬底表面的迁移率提高,从而导致薄膜中sp 3/sp 2比值减小;石墨晶粒的数量增多、体积增大;薄膜表面的粗糙度降低;大颗粒的数量减少。
关键词 薄膜;类金刚石薄膜;脉冲激光沉积法;衬底温度;表面形貌;微观结构;sp 3/sp 2比值;迁移中图分类号 O484 文献标识码 A d oi :10.3788/CJL 20103708.2063Influence of the Substrate Te mpe rature upon the Diamond Like CarbonFilms De posited by Pulsed Lase rLuo Le 1 Zhao Shumi 1 Qiu Jihong 1 Fang Shangxu 1 Fang Xiaod ong 2 Tao Ruhua 21Electr on ics a nd Applied Phy sics College ,Hefei Univ er sity of T echnology ,Hef ei ,An hui 230009,Chin a2An hui In st itu te of Optics an d Fin e M echan ics ,Chin ese Aca dem y of Sciences ,Hefei ,Anhu i 230031,ChinaAbstract The influence of the substrate temperature on the topography and mic rostructure of the diamond like c arbon (DL C)film in the pulsed laser deposition (PLD)is st udied.When the diamond like carbon films were deposited,the substrate temperature kept at 30,200,400and 600 respectively.The microstruc t ure and c om position of the diamond like ca rbon films deposited at different substrate temperatures were detected by the visible Raman spec troscopy and the X ray photoelec tron spectrosc opy (XPS)respectively.The topography of the diamond like carbon films was detected by the atomic forc e microsc opy (AFM ).The experimental result demonstrates that the substrate temperature influences microstructure,composition,ratio of sp 3/sp 2and topography of the diam ond like c arbon films in the pulsed laser deposition remarkably.When the substrate temperat ure inc reases,the ratio of sp 3/sp 2in the film would decrease,the size and number of graphitic crystallites in the film would increase,the roughness of the film would reduc e and the number of granules on the film would decrease.The reason to cause the experimental phenomenon is that transfer ability of the carbon ions and granules on the substra te would increase when the substrate temperature increases.Key wo rds thin films;diamond like carbon film;pulsed laser deposition;substrate temperature;topography;m icrostructure;ratio of sp 3/sp 2;transfer收稿日期:2009 11 12;收到修改稿日期:2009 12 16基金项目:中国科学院 百人计划!和合肥工业大学博士基金(GD BJ2008043)资助课题。
CVD工艺介绍
-----CVD入门介绍
CISEMI 周华强 2012/07/25
目录
1: CVD概念和特点 2:几种CVD类型、原理及特性 3:薄膜CVD膜和扩散CVD膜的区别 4: 薄膜区其它工艺介绍 5:薄膜各种膜及各膜在IC的作用 6:薄膜常见异常
1: CVD的概念、特点
1.1 CVD的概念:
一般而言,淀积的二氧化硅同热生长二氧化硅相比,密度较低,硅与氧数量之比与热生 长SiO2也存在轻微的差别,因而薄膜的力学和电学特性也就有所不同.高温淀积或者在淀积 之后进行高温退火,都可以使CVD二氧化硅薄膜的特性接近于热生长SiO2的特性.
3.2 LPCVD和PECVD SiO2膜的区别
(1)APCVD(400℃,P=760Torr):SiH4+O2 a. dep rate<2000A/min b. coverage:50-60%
段。
2.4 低压化学气相淀积系统
晶圆装载 门
压力计
晶圆
加热线圈
制程气体入口 温度
晶舟 中心区
均温区
至真空pump 石英管 距离
2.5 等离子增强型化学气相淀积(PECVD)
PECVD的特性:
• 相对低温,有高的淀积速率. • 较低的压力下离子有较长的平均自由路径,会提高淀积速
率
• Plasma的离子轰击能够去除表面杂质,增强黏附性 • 射频RF可以控制淀积薄膜的应力 • 反应室可用Plasma清洗.
上面讲了 PECVD和LPCVD的区别;
Any Questions
下面我进入薄膜区,来介绍 薄膜区其它工艺介绍
1:SACVD 2: SOG 3: CMP 4: WCVD
Any Questions
衬底温度对ZnO薄膜的结构和光学特性的影响
衬底温度对ZnO薄膜的结构和光学特性的影响宿世臣;吕有明;张吉英;申德振【摘要】利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)设备在蓝宝石衬底上通过改变生长温度,制备了不同的ZnO样品.研究了衬底温度对ZnO的结构、光学和电学性质的影响.样品的晶体结构利用X射线衍射谱进行表征.X射线衍射谱表明,所有的ZnO样品都是(002)取向的六角纤锌矿结构.随着生长温度的升高,X射线的(002)衍射峰的半峰全宽逐渐减小.样品的表面形貌随着衬底的温度改变而变化,在800℃得知了平整的ZnO表面.通过光致发光的实验得知,ZnO的紫外发光随着生长温度的升高,强度逐渐增强.光致发光的来源为ZnO的自由激子发光.在生长温度为800℃时,得到了高质量的ZnO单晶薄膜,X射线衍射峰的最大半峰全宽为0.05°,霍尔迁移率为51 cm2/(V·s),载流子浓度为1.8×1018 cm-3.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2011(032)007【总页数】4页(P736-739)【关键词】氧化锌;等离子体辅助分子束外延;光致发光【作者】宿世臣;吕有明;张吉英;申德振【作者单位】华南师范大学光电子材料与技术研究所,广东广州510631;中国科学院激发态物理重点实验室长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;深圳大学材料科学与工程学院,广东深圳518060;中国科学院激发态物理重点实验室长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院激发态物理重点实验室长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】O482.31ZnO作为一种宽禁带半导体材料,最大的用途在于短波长半导体激光,可作为白光LED的基础材料。
ZnO有很高的激子结合能(60 meV)[1],远高于其他宽禁带半导体材料,如 GaN的为 25 meV,也高于室温的热能(26 meV),ZnO激子在室温下是稳定的,可以实现室温或更高温度下的激子受激紫外辐射发光。
集成电路制造技术-原理与工艺 课后习题答案
第二单元
3. 欲对扩散杂质起有效的屏蔽作用,对 SiO2 膜有何要求? 答:硅衬底上的 SiO2 要能够当做掩膜来实现定域扩散,需要 xSiO2 满足 下列条件: 预生长的 SiO2 膜具有一定的厚度, 同时杂质在衬底硅中的 扩散系数 DSi 要远远大于其在 SiO2 中的扩散系数 DSiO2,而且 SiO22 表 面杂质浓度与 Si/ SiO2 界面杂质浓度之比达到一定数值,可保证 SiO2 膜起到有效的掩膜作用。
是在高真空溅射时,在衬底正上方插入一块高纵横比 孔的平板,称为准直器。溅射原子的平均自由程足够 长,则在准直器与衬底之间几乎不会发生碰撞。因 此, 。 。 。
16.以铝互连系统作为一种电路芯片的电连系统时,若分别采用真空 蒸镀和磁控溅射工艺淀积铝膜, 应分别从哪几个方面来提高其台阶覆 盖特性? 真空蒸镀: 通过衬底加热和衬底旋转能够改善真空蒸镀的台阶覆盖特 性。P214
磁控溅射:充分升高衬底温度,在衬底上加射频电压,采用强迫填充 技术,采用准直溅射技术。P224
工艺 APCVD (常压 CVD) 反应简单 淀积速度快 低温 高纯度和均匀性, 一致的台阶覆盖能力,大 的硅片容量 优点 缺点 台阶覆盖能力差, 有颗粒沾污 低产出率 高温,低的淀积速率,需 要更多的维护,要求真空 系统支持 应用 低温二氧化硅 (掺杂或不掺杂).
LPCVD (低压 CVD) 等离子体辅助 CVD: 等离子体增强 CVD (PECVD) 高密度等离子体 CVD (HDPCVD)
6. 硅气相外延工艺采用的衬底不是准确的晶向 , 通常偏离 [100] 或 [111]等晶向一个小角度,为什么?
答: 在外延生长过程中, 外延气体进入反应器, 气体中的反应剂气相输运到衬底,
பைடு நூலகம்
PECVD的原理与分析
摘要:薄膜制备工艺在超大规模集成电路技术中有着非常广泛的应用,按照其成膜方法可分为两大类:物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD )。
等离子增强型化学气相淀积(PECVD )是化学气相淀积的一种,其淀积温度低是它最突出的优点。
PECVD淀积的薄膜具有优良的电学性能、良好的衬底附着性以及极佳的台阶覆盖性,正由于这些优点使其在超大规模集成电路、光电器件、MEMS等领域具有广泛的应用。
本文简要介绍了PECVD工艺的种类、设备结构及其工艺原理,根据多年对设备维护的经验,介绍了等离子增强型化学气相淀积(PECVD )设备的基本结构,总结了这类设备的常见故障及解决措施。
1PECVD的种类1.1射频增强等离子体化学气相淀积(RF-PECVD )等离子体化学气相淀积是在低压化学气相淀积的同时,利用辉光放电等离子对过程施加影响,在衬底上制备出多晶薄膜。
这种方法是日本科尼卡公司在1994年提出的,其等离子体的产生方法多采用射频法,故称为RF-PECVD。
其射频电场采用两种不同的耦合方式,即电感耦合和电容耦合[1]。
1.2甚高频等离子体化学气相淀积(VHF-PECVD )采用RF-PECVD技术制备薄膜时,为了实现低温淀积,必须使用稀释的硅烷作为反应气体,因此淀积速度有限。
VHF-PECVD技术由于VHF激发的等离子体比常规的射频产生的等离子体电子温度更低、密度更大[2],因而能够大幅度提高薄膜的淀积速率,在实际应用中获得了更广泛的应用。
1.3介质层阻挡放电增强化学气相淀积(DBD-PECVD )DBD-PECVD是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电(又称介质阻挡电晕放电或无声放电)。
这种放电方式兼有辉光放电的大空间均匀放电和电晕放电的高气压运行特点,正逐渐用于制备硅薄膜中[3]。
1.4微波电子回旋共振等离子体增强化学气相淀积(MWECR-PECVD)MWECR-PECVD是利用电子在微波和磁场中的回旋共振效应,在真空条件下形成高活性和高密度的等离子体进行气相化学反应。
主要薄膜光伏电池技术及制备工艺介绍
主要薄膜光伏电池技术及制备工艺介绍技术及制备工艺介绍第一章薄膜光伏电池技术及进展概况简述一、全球要紧薄膜光伏电池技术简介图:薄膜光伏电池结构二、薄膜光伏电池进展概况(一)非晶硅薄膜电池的大规模应用堪忧中国有超过20 家非晶硅薄膜电池厂商,共约1.1GW 产能,其中800MW的转换效率为6%-7%,300MW 的转换效率高于8.5%,最高的转换效率能够达到9%-10%,生产成本为约0.8 美元/W。
假如非晶硅薄膜电池的转换效率为10%,组件的价格低于晶体硅电池的75%,才有竞争力。
随着今年晶硅电池成本的下降与转换效率的稳步提升,2010 年7月,美国应用材料公司(Applied Materials)宣布,停止向新客户销售其SunFab 系列整套非晶硅薄膜技术。
8 月,无锡尚德叫停旗下的非晶硅薄膜太阳能组件生产线的业务。
非晶硅薄膜电池要继续扩张市场份额,还需要突破其转换率低与衰减性等问题,建立市场信心。
另外,非晶硅薄膜电池在半透明BIPV 玻璃幕领域具有相对优势,但目前BIPV 仍面临透光度与转换效率的两难逆境,大规模应用尚未推行,非晶硅薄膜电池前景堪忧。
(二)CdTe薄膜电池难以成为国内企业的进展重点CdTd 薄膜电池方面,美国First Solar 一枝独秀。
First Solar 组件效率已达11%,成本降低到0.76 美元/W,在所有太阳电池中成本最低。
First Solar 今年产能约1.4GW,估计2011、2012 年分别达到2.1GW 、2.7GW。
在电池制造技术与装备制造,市场份额与规模效应方面,FirstSolar 已经占据了绝对优势,国内企业难以有较大进展,目前国内介入CdTe 电池的企业仅三家,且均未实现大规模量产。
另一方面,碲属于稀有元素,在地壳里仅占1x10-6 。
已探明储量14.9 万吨,该技术的未来进展空间受限。
估计CdTe 技术不可能成为我国企业进展薄膜电池的要紧方向。
PECVD工艺参数对薄膜制备的影响之本底真空衬底温度
n 取复数折射率n ( 1+i k ) , k 称为消光系数,(2)式化为:
(3) (4)
比较(1) (4)两式,得到 α ( λ )= 2nkω / c = 4π n k / λ (5)
非晶硅在可见光范围内的吸收系数约10 e5 cm-1量级,这是非晶硅电池设计 为‘薄膜’的根本原因,也是我们进行pin层厚度设计的理论依据。
两篇关于衬底温度对薄膜生长影响的报道
报道1 PECVD制备p层非晶硅薄膜 报道2 PECVD制备i层非晶硅薄膜
射频功率:13.56MHz 本底真空4e-4Pa 极板间距2cm 反应室直径20cm 气体纯度99.999% (1)
样品 编号 H2/SiH4 /B2H6/scc m 辉光电 压/Pa 辉光功 率/W 衬底 温 度/℃
补充知识3:光学禁带宽度的经验拟合公式
3 [B ( h E )] 3 opt 3 nh
系列经验公式
2 [B h E 2( opt 2)] h
1 / 3 1 /2 1 /2 1 / 3 比较 ( n h ) ,( h ) ,( /h ) ,( h ) — h 的曲线,有研
尽管本底真空度对PECVD制备的a-Si:H薄膜性能的影响报道很少 (目前未见相关研究),但在本底真空低时,薄膜的光电性质变差、 制得的薄膜纯度不高,存在着与上述类似的关系
新能生产线CVD腔室本底真空度和抽真空时间参数
p、i、n层沉积本底真空:5e-4Pa (阈值?)
抽真空时间:30-50s
衬底温度对薄膜制备的影响
• 本底真空度提高时,腔室中的杂质气体减小,薄膜的纯度 提高,缺陷减少。
• 原则上可以认为,本底真空越高,制备的薄膜性能越好, 但考虑到泵的局限性、生产的效率等问题,实际生产中抽 真空的时间不可能无限长
薄膜制备技术化学气相沉积(CVD)分解
边界条件:
C(x,y) y
yb
0
(2)
C (x,0)0 (3)
C(0,y)C i (4) C ( ,y)0 (5)
分离变量: C(x,y)=X(x)Y(y)
C(x,y)4Ci n 02n11sin(2n 2b1)y
exp/D(/D)2((2n1)/b)21/2 x
C (x ,y ) 4 C isin 2 b y e x p ( 2 D x/4 b 2 )
Si3 (C g l)S H iH (sC ) H 2 ( g l) ; (g K 4 ) (a S P ) S P iH i3 P C H C 2llH S2 i(C g H 2 ) (lg )S i2 ( H s) ; ClK 5 ( g ( P a S S) 2 ) iP i P H H C 2 2 C l l S4 i(H g )Si ( 2 H s 2(); g) K 6(a P S S )iP 4 iH 2 H 2
平板上的流动:
(x)5x/(R ex)1/2
雷 诺 数 R e x 0 x /
粘 滞 系 数 , 密 度
边界层(流速低于V0)平均厚度:
讨论 :1/L 0 L(x)dx1 3 0L 0L1 3 0R L eL
1、要减小边界层厚度,需要提高雷诺数Re 即
提高流速,降低气体密度(降低压强)。
2、太高的雷诺数导致湍流。
8.4 化学气相沉积(CVD)
利用气态物质在固体表面进行化学反应,生成 固态淀积物的过程.Chemical Vapor Deposition (CVD),Vapor phase epitaxy (VPE);
特点:不需要高真空;反应物和副产物为气体; 薄膜沉积温度低,速度快;薄膜的结晶性好、结构 完整、致密,与衬底粘附性好;极佳的台阶覆盖能 力;可获得平滑的沉积表面;可沉积各种金属,半 导体,无机物,有机物;可控制材料的化学计量比, 纯度高;批量生产,半连续流程;
化学气相沉积CVD
(3)不存在PECVD中的电磁辐射及带电粒子对膜质的影响; (4)可聚焦光束,实现局部定位反应沉积。
22
几种成膜技术的比较
23
制膜主要工艺参数比较
*活化反应蒸镀 **反应离子镀 ***常用射频频率:4KHz, 1 3CO(气)↑
(CH3)3Ga(气)+ AsH3(气) 630~675℃ GaAs(固)+3CH4(气) ↑
3SiH4(气)+ 4NH3(气) Si3N4(固)+ 12H2(气)↑
4
(3)沉积条件
① 在沉积温度下,反应物有足够高的蒸气压; ② 生成物中,除了一种所需要的沉积物为固态外,其余
图8.3.3 物质的四态
15
(3)性质及应用
气体高度电离的状态; 性质 电中性:电子和正离子的密度相等,数量多,但<<原子密度
电和热的良导体。 应用:溅射;离子镀;PECVD等。
2. PECVD原理
PECVD利用等离子体的活性来促进反应。 等离子体中有高密度的电子(109~ 1012cm-3),电子气温
§8.3 化学气相沉积(CVD)
化学气相沉积 —— Chemical Vapor Deposition,缩写为:CVD;
在一个加热的基片或物体表面上,通过一种 或几种气态元素或化合物产生的化学反应, 而形成不挥发的固态膜层或材料的过程;
分 为 普 通 CVD 、 等 离 子 体 化 学 气 相 沉 积 (PECVD)和光CVD(PCVD)等。
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2023/12/24
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5. CVD的优缺点
(1)优点: ① 膜层纯度一般很高,很致密,容易形成结晶定向好的材料;
例如:用蓝宝石作基片,用CVD制备的-Al2O3单晶材料,其 杂质含量为30~34ppm,远小于蓝宝石本身的杂质含量; ② 能在较低温度下制备难熔物质;
衬底温度对合成金刚石薄膜的影响
法 , 备 了不 同温 度下 的金 刚石 薄 膜 , 制 通过 S M 照片分析, 出最优化温 度为 70 高于 E 得 5 ℃, 70 5 ℃或 低于 7 0℃都很难生 长出高质量的金 5 刚石薄膜 ; 并从理论上给 出了分析 , 为金刚石薄 膜生长高 质量 金刚石薄膜提供数据参考 。
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【】Z o 3 u W . h n, S n, H.t a . — S e B. u F. e .1Ap
p e ch nc n tr l 2 0 ( - l d Me a i a d Mae a ,0 81 i s is 0
1)8 4 6 . 2 : 6 8 8
实 践证 明这种 方法 也是可 行 的 。 以上 方式也不是绝 对的 , 由于 各地机场的 运行规 模不 同 , 信息 系统不是 成品系统 , 提供 商不 同 , 用 的技 术也是 千差万 别 , 体采取 采 具 什 么方式 建设系统 , 完全要根据机场 的实际情 况来 设计 。 4 3 原有 集成 系统 的 A D 和新的集成 系统的 . OB AO B的关 系 D 多航 站楼运 行模 式下单 中心 运行 具有较 大的优势 , 因此当新的 AODB建成 之后 , 如果 以新 楼 的集 成 系 统 为 中心 ,可 以 将原 来 的 A0D B转变为新 的A0DB的代理服务器 , 代 该 理服务 器仅服 务于单 一航 站楼 内的通 用查询 用户和 为一些 与航班 信息 关系 不紧密 的系统 提 供航班数据 的接 口。
[1Z a g Gufn , n n xn e .a . 2 h n i g Wa g Yo g i t 1 e
M ir f brc to Te no o y, 9 7: 5~ c o a ia in ch l g 1 9 6
衬底温度对制备出CNT膜的影响
衬底温度对制备出CNT膜的影响作者:张武勤,高金海来源:《现代电子技术》2010年第12期摘要:在陶瓷衬底上通过磁控溅射方法镀上金属钛层,用含铁杂质的氧化硅对钛层进行抛光,通过微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在不同的温度下短时间里制备出CNT膜。
利用扫描电子显微镜、拉曼光谱,X射线衍射,分析了薄膜的结构和表面形貌。
仔细研究不同温度下制备的CNT膜,得出衬底温度400 ℃时制备的碳膜是以非晶碳为主,600 ℃时置备的碳膜是良好的碳纳米管膜,800 ℃制备的碳纳米管膜的缺陷变得很多,以碳纳米链为主。
最后得出了温度对催化活性有很大影响的结论。
关键词:微波等离子体化学气相沉积; 碳纳米管;碳纳米链; 陶瓷衬底中图分类号:TB383;O484 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2010)12-0176-03Effect of Substrate Temperature on Structure of CNT FilmZHANG Wu--(1.College of Electrical Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450044, China;2. Department of Physics, Zhengzhou Teachers College, Zhengzhou 450044, China)Abstract:The CNT films are prepared by microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD) method at different growth temperature in a short time. The ceramic with a Ti mental layer is used as the substrate of CNT film. Before preparation, the substrate is polished by SiO2 with Fe. The structure and the surface topography of CNT film are analyzed with Raman scattering spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM). By MPCVD method, the carbon film whose main component is amorphous carbon can be prepared at the substrate temperatures of 400℃, the carbon film prepared at the substrate temperatures of 600℃ is carbon nanotube film, and the carbon nanotube film prepared at the substrate temperatures of 800℃ has many defects.Keywords:microwave plasma chemical vapor deposition; carbon nano tube; carbon nano chain; ceramic0 引言自1991年碳纳米管被发现以来[1] ,由于其独特的物理、化学性能引起了科研工作者的广泛兴趣,碳纳米管的制备和应用研究成为纳米材料和纳米技术的研究热点。
衬底温度对反应溅射ZnO:Al透明导电薄膜性能的影响
衬底温度对反应溅射ZnO:Al透明导电薄膜性能的影响【摘要】衬底温度在反应溅射制备ZnO:Al薄膜过程中是一个重要的工艺参数,直接决定这薄膜的性能。
本文用中频脉冲磁控溅射方法,采用锌铝合金(Al 的含量为2%)靶,在衬底温度170℃,工作压力2.5mTorr,氧氩比3/18的条件下,制备了ZnO:Al薄膜,利用X射线衍射仪对薄膜的结构进行了分析,利用分光光度计和四探针法测量了薄膜的光学和电学性能,研究了制备薄膜时不同的衬底温度对薄膜的结构、电学、光学性能的影响,结果表明,随着衬底温度的升高,薄膜的电阻率先下降后上升,而可见光范围平均透过率在85%以上,当衬底温度为170℃,工作压力 2.5mTorr,氧氩比3/18时,薄膜电阻率最低为2.16×10-4Ω?cm,方块电阻30Ω时,在可见光光范围内平均透过率高于85%。
【关键词】磁控溅射;ZnO:Al薄膜;衬底温度;电阻率;透过率1.引言氧化锌时一种具有典型的纤锌矿结构的材料,禁带宽度约为3.3eV,属于宽带隙半导体。
氧化锌的本征材料电阻率高于106Ωcm,通过掺杂Ⅲ族元素(B,Al,Ga、In等)可以使其导电性大幅提高,最高可以达到10-4Ωcm量级[1、2]。
同时氧化锌透明导电薄膜还具备无毒、廉价的特点以及在等离子体中高稳定性等特点;这使它在光电器件特别是薄膜太阳能电池领域存在巨大的发展潜力[3、4]。
目前制备ZnO透明导电薄膜的的方法有很多种,其中包括热解喷涂[5]、磁控溅射[6、7]、MOCVD[8]等。
热解喷涂法工艺简单,但是存在原料利用率低、薄膜均匀性差等缺点;MOCVD法沉积速率较高,但是成膜在衬底上的附着力较差,同时原材料的价格也很昂贵;用磁控溅射法沉积掺Al的ZnO薄膜具备沉积速率高,成膜质量好,价格低廉等优势,因此国内外很多研究机构都采用这种工艺对ZAO薄膜的特性进行分析和研究。
本文利用磁控溅射工艺和Zn:Al合金靶在玻璃衬底上制备了ZnO:Al透明导电薄膜,研究了不同衬底温度对薄膜的电学、光学以及结构性能的影响。
浅谈ITO薄膜的制造工艺
浅谈ITO薄膜的制造工艺【摘要】ITO薄膜的制作是彩色虎光片生产中非常重要的一道工序,本文着重介绍了薄膜的制作工艺有磁控溅射、化学气相沉积、真空反应蒸发、溶胶一凝胶法、微波ECR等离子体反应蒸发沉积、脉冲激光沉积、喷射热分解等几种方法。
其中磁控溅射工艺具有沉积速率高均匀性好等优点而成为一种广泛应用的成膜方法。
对磁控溅射的原理、磁控溅射具有的特点进行了较为详细的叙述。
【关键词】ITO薄膜;透明导电氧化物薄膜;磁控溅射引言在平面面板显示器的发展过程中,铟锡氧化物透明导电薄膜是显示器面板制程中非常重要的技术项目,其薄膜的物理特性将深深地影响到最终产品显示器的画质及其价位。
铟锡氧化物透明导电薄膜的主要功能是在于其极佳的电极材料而应用于平面面板显示器,具有发热、热反射、电磁波防止和静电防止等不同的用途。
多种工艺可以用来制备透明导电薄膜,如磁控溅射真空反应蒸发、化学气相沉积、溶胶一凝胶法以及脉冲激光沉积等。
其中磁控溅射工艺具有沉积速率高均匀性好等优点而成为一种广泛应用的成膜方法。
1.ITO膜的制作方式及优缺点分析薄膜的性质是由制作工艺决定的,改进制备工艺的努力方向是使制成的薄膜电阻率低、透射率高且表面形貌好,薄膜生长温度接近室温,与基板附着性好,能大面积均匀制膜且制膜成本低。
各种方法各有优缺点,常用的制备工艺有直流或射频磁控溅射、化学气相沉积、真空反应蒸发、脉冲激光沉积等,其中磁控溅射沉积技术具有成膜速率高、均匀性好等优点而得到广泛的研究和应用。
1.1 磁控溅射该法的基本原理是在电场和磁场的作用下,被加速的高能粒子(A,+)轰击靶材表面,能量交换后,靶材表面的原子脱离原晶格而逸出,溅射粒子沉积到基体表面与氧原子发生反应而生成氧化物薄膜。
磁控溅射工艺特点是薄膜在低温下沉积能获得优良的光学和电学性能。
另外,还具有沉积速率高、基片温度低、成膜粘附性好、易控制、能实现大面积制膜的优点,因而成为当今工业化生产中研究最多、最成熟、应用最广的一项成膜技术,也是ITO薄膜制备技术的研究热点。
高温处理对Si图形衬底上SiO2掩膜层的影响
TECHNICAL INNOVATIONSiC具有禁带宽度大、热导率高、电子迁移率大、临界击穿电场高等特点,在高温、高压、大功率器件领域有广泛的应用。
但Si衬底上异质外延3C-SiC薄膜的质量较低,阻碍了其在各应用领域的发展。
在SiC 和Si衬底界面处或外延薄膜内会产生大量的由应力释放引起的缺陷,如位错、层错、孪晶等[1-2]。
图形化衬底上侧向外延生长技术可以有效地解决这一问题,这一技术在选择性生长的基础上发展而来。
图形化衬底可以采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺获得,有微米级波浪形、“V”形,纳米柱状等[3-7]。
图形化衬底分为有掩膜图形和无掩膜图形两类,掩膜材料有SiO2、Si3N4或金属等[8-11]。
目前在图形化蓝宝石衬底上侧向生长的GaN材料的位错密度由108/cm2以上降低至107/cm2 [12]。
Oshita等人在Si(100)衬底上用SiO2作掩膜图形,在1000 ℃得到了质量良好的3C-SiC薄膜。
通过侧向外延技术的选择性生长可以最大程度地减少3C-SiC薄膜中的缺陷[13-14]。
然而掩膜材料和最优选择性生长工艺之间的矛盾关系是侧向外延生长中必须要考虑的因素,较高的生长温度可以获得质量更好的3C-SiC薄膜,但是低的生长温度可以减少对SiO2掩膜材料的伤害,SiO2掩膜图形层的完整性决定着外延薄膜的生长质量[3]。
在本论文工作中,通过3组实验来对比研究高温以及高温下通入H2和C2H2气体对Si(100)衬底上SiO2掩膜图形的影响。
1 实验过程本论文使用P型Si(100)衬底,电阻率2~10Ω ·cm,干氧氧化在Si衬底生长SiO2层,厚度分别是300 nm 和500 nm。
所有的衬底都经RCA标准清洗,后进行光刻,形成图形,再利用HF和NH4F组成的缓冲液对SiO2层进行湿法刻蚀,得到有SiO2掩膜层的图形化衬底。
刻蚀的图形为条形,其尺寸为15 μm或20 μm。
衬底图形制作过程如图1所示,图形窗口边沿(110)方向。
cvd温 达到工作真空度时间-概述说明以及解释
cvd温达到工作真空度时间-概述说明以及解释1.引言1.1 概述CVD(化学气相沉积)温度是指在化学气相沉积过程中使用的加热温度。
在CVD过程中,材料会通过在高温下与气体反应生成薄膜或涂层。
而达到工作真空度是指在实际工作环境中,CVD反应必须在低压或真空条件下进行。
本文旨在探讨CVD温度达到工作真空度所需的时间,并对这一过程的重要性进行分析。
通过研究时间对CVD温度达到工作真空度的影响,我们可以更好地了解如何优化CVD工艺,提高材料的生产效率和质量。
在接下来的正文部分,我们将从理解CVD温度的基本概念开始,并探讨达到工作真空度的重要性。
随后,我们将重点关注时间因素对CVD 温度达到工作真空度的影响,并分析其原因和影响机制。
在结论部分,我们将总结CVD温度达到工作真空度的关键要点,并提出一些建议来优化这一过程的时间。
此外,我们还会展望未来CVD温度达到工作真空度的研究方向,以期推动相关技术的进一步发展和创新。
通过本文的分析和讨论,读者将能够更好地理解CVD温度达到工作真空度时间的重要性,并为相关领域的研究和应用提供一定的指导和借鉴。
最终,希望本文能为相关领域的科研人员和工程师们提供有价值的见解和启示。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:本文将分为三个主要部分来讨论CVD温度达到工作真空度的时间。
首先,我们将在第一部分对CVD温度及其相关概念进行概述。
其次,第二部分将着重探讨达到工作真空度的重要性,以及时间因素对CVD温度达到工作真空度的影响。
最后,在第三部分,我们将总结CVD温度达到工作真空度的要点,并提出对达到工作真空度时间的建议。
同时,我们还将展望未来的研究方向,以推动CVD技术的发展。
通过这样的结构安排,读者可以逐步了解CVD温度及其重要性,并深入了解时间对达到工作真空度的影响。
文章的结论部分将对主要观点进行总结,并提供实际建议。
同时,展望未来的研究方向可以激发读者的兴趣,引领他们进一步深入研究CVD技术。
温度对金属薄膜的影响
温度对金属薄膜的影响禅明摘要薄膜沉积技术已发展为二个主要方向:(1)化学气相沉积( Chemical Vapor Deposition),简称为CVD(2)物理气相沉积(Physical Vapor Deposition),简称为PVD。
PVD沉积技术有蒸镀(Evaporation Deposition)和溅镀(Sputtering Deposition)二种,前者通过被蒸镀物体加热,利用被蒸镀物在高温(接近其熔点)时的饱和蒸气压,来进行薄膜沉积的;后者是利用等离子体中的离子,对被溅镀物体电极(即:靶材)轰击,使靶面原子脱离靶材运动到圆片表面沉积成膜。
本文主要就实际PVD工艺中温度对金属铝膜的影响做了简要的分析。
目录1.序言2.PVD(Physical Vapor Deposition)的基本理论2.1溅射的原理2.2设备简介3.薄膜材料3.1AL (Al-Si-Cu , Al-Si)3.2Ti/TiN3.3Wsi4.温度在溅射工艺过程中的作用及影响4.1工艺温度对结晶颗粒的影响4.2工艺温度和铝表面粗糙4.3工艺温度对薄膜台阶覆盖能力的影响5.结论6.引用材料1.序言薄膜工艺从早期的蒸镀开始至今已经发展出PVD(物理气相沉积)和CVD(化学气相沉积)。
随着集成电路特征尺寸的不断缩小和规模的不断扩大,PVD因为自身的一些缺陷已无法满足一些尖端产品的工艺要求。
这也使得CVD在薄膜工艺中的地位日益重要。
但在某些工艺的制程上PVD仍然有较CVD工艺简单,成本低的优势。
所以人们通过对PVD工艺的不断该进,使其依然作为薄膜的主流工艺在被广泛的使用。
这些该进主要集中在提高薄膜的质量和改善台阶覆盖能力等方面。
而在这其中温度作为一项重要的参数影响着PVD工艺。
本文通过工艺温度对结晶颗粒的影响;工艺温度和铝表面粗糙;工艺温度对薄膜台阶覆盖能力的影响;这三个方面就温度在PVD工艺中的作用和影响进行了初步的分析。
2.PVD (Physical Vapor Deposition)的基本原理集成电路是由数层不同材质的薄膜组成的,而将这些薄膜覆盖到硅晶片上的技术也就是薄膜的沉积和成长技术。
衬底对薄膜光学特性的研究
衬底对薄膜光学特性的研究[摘要] 本文采用PECVD法制备非晶硅薄膜,采用了氮化硅、氧化硅、单晶硅和铂四种衬底,研究在不同衬底上制备的非晶硅薄膜的光学特性。
[关键词] PECVD;非晶硅薄膜;衬底;氮化硅1.引言PECVD制备的非晶硅薄膜以其良好的光电性能,低廉的价格成为了各种光电器件制造材料的首选。
作为光学器件材料的非晶硅薄膜,一般要求其具有表面均匀平整,缺陷较少,有良好的稳定性等特性。
已经有不少文献研究了实验室制备非晶硅薄膜中的气体流量,射频功率,衬底温度,沉积压强等对于制备的薄膜性能的影响。
然而在同一工艺参数条件下,不同介质作为衬底,用PECVD法制备的非晶硅薄膜本身在性能上是有所差异的。
本文对选取的几种衬底材料的特性进行分析,利用PECVD法在不同衬底材料上制备了非晶硅薄膜,并用椭偏仪对薄膜的折射率,消光系数和生长厚度进行了研究。
2.实验本实验采用了沈阳天成真空仪器研究所研制的PECVD沉积设备(13.56MHz),采用高纯硅烷作为反应气体,硅烷流量30sccm,射频功率设置为20w,压强60Pa,衬底温度250℃,气体温度160℃,在此条件下分别在氮化硅、氧化硅、单晶硅和铂四种衬底上制备了非晶硅薄膜,然后用椭偏仪对薄膜的折射率,消光系数和生长厚度进行了测试。
3.结果与讨论在对沉积的非晶硅薄膜进行分析之前,我们首先对衬底的光学特性进行了研究,用金相显微镜观察了衬底的表面形貌,并用椭偏仪测试了衬底的折射率与消光系数。
经过实验观察,氧化硅和铂表面较为平整,但存在较多的杂质,这对薄膜的光学特性会造成不良影响;单晶硅表面有明显的凸起和凹陷,平整度很低;氮化硅表面较其余材料最为平整均匀,凹凸、微孔洞、杂质等缺陷都不明显。
所以,在表面形貌方面,氮化硅作为衬底材料效果最好。
图1是四种不同材料折射率和消光系数的实验结果,可以看出,在折射率方面,氮化硅的折射率稳定在2左右,氧化硅折射率稳定在1.5左右,单晶硅在达到峰值4.2后稳中有降,铂的折射率呈单调递增趋势。
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为 2 6 6 a, 底 温 度 为 4 ~ 2 0 , I 与 O。 6.P 衬 0 0 ℃ SH 的
质 量 及 SO。s 界 面性 质 对 器 件 性 能 的 影 响 更 为 突 i /i 出. 统 的 热 氧 化 工 艺 难 以 克 服 因 高 温 而 带 来 热 缺 传 陷、 质 再分 布及金属 布线 劣化 等问题. 年来 , 杂 近 高
关键 词 :直接 光 C VD;S 02 膜 ;C— 特 性 i 薄 V
PACC : O72O ; 6 M 855; 811 5H
中 图 分 类 号 :TN3 4 0 5 0 .5
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :0 5 — 1 7 2 0 ) 8 0 2 — 5 2 3 4 7 ( 0 2 0 —8 50
男 , 9 8年 出 生 , 师 , 从 事 半 导 体 器 件 与 微 电 子 学 研 究 l6 讲 现
女 , 3 l 6年 出 生 , 授 , 从 事 半 导 体 器 件 研 究 . 9 教 现 男 , 9 0年 出 生 , 授 , 从 事 半 导 体 器 件 与 微 电 子 学 研 究 l4 教 现
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第 2 3卷 第 8期
20 0 2年 8月
半
导
体
学
报
V O【 23。 O.8 . N A ug., 2 002
CHI E OU RNAI N SE J 0F SEM I CONDUCTO RS
衬 底 温 度 对 直 接 光 CVD SO2 膜 特 性 的 影 响 i 薄
t— VD)2 等 . 中 , h t— VD 技 术 与 热 C OC _ 其 p oo C VD
工 艺 相 比 , 底 温度 可 大 幅 度 降低 ; P C 衬 与 E VD 技 术 相 比 , 存 在 因 高 能 带 电 粒 子 轰 击 及 溅 射 而 导 致 衬 不
底、 衬底 与 膜 层 的界 面 及 生 长膜 的 物 理 和 化 学 损 伤 , 故 在 S O: 膜 生 长 技 术 中具 有 一 定 优 势 . i 薄 在 各 种 光 CVD 技 术 中 , 接 光 C 直 VD 法 较 简 单 实 用 , 更 有 潜 力 . 俊 海 等 _ 曾 对 UV— 也 景 4 Hg灯 光 CVD SO i 膜 工 艺 及 特 性 进 行 过 研 究 , 文 采 用 低 本 压 Xe气 激 发 真 空 紫 外 ( VUV) 源 , SH 和 O 光 以 i
刘玉荣 杜开瑛 李观启
( 1华 南 理 工 大 学 应 用 物 理 系 ,广 州 5 0 4 ) l 6 0
( 四 川 大 学 物 理 系 ,成 都 2 606 ) l 0 4
摘 要 :采 用 以 低 压 氙 ( ) 激 发 真 空 紫 外 光 作 光 源 , S H 和 0 反 应 气 体 的 直 接 光 CVD 技 术 淀 积 S 0 Xe 气 以 i 作 i 薄 膜 . 通 过 椭 圆 偏 振 法 、 外 光 谱 法 、 特 性 法 对 不 同 衬 底 温 度 下 淀 积 的 SO 红 c— i 薄 膜 的 特 性 进 行 研 究 . 果 表 明 : 底 温 结 衬 度 在 4 ~ 2 0C范 围 内 , 膜 的 折 射 率 在 1 4 ~ 1 4 O 0 薄 .O . 6之 间 , 沉 积 膜 的 红 外 光 谱 中 未 出 现 与 S H、 i (H 相 对 在 i S ) 应 的 红 外 吸 收 峰 . i 薄 膜 中 固 定 氧 化 物 电 荷 密 度 受 衬 底 温 度 影 响 较 大 , 最 小 值 可 达 1 7 × 1 c SO 其 . 3 0 m .
质 量 SO i 膜 的低 温 制 备 技 术 倍 受 关 注 , 热 化 学 气 如 相 沉 积 技 术 (h r l VD) 等 离 子 增 强 化 学 气 相 t ema— C ,
沉积 技 术 ( E P CVD)1, 化 学 气 相 沉 积 技 术 ( h — _ 光 ] p o
分 压 比为 0 7 0 8 氙 气 气 压 为 2 . P VUV 光 .~ . , 6 7 a, 源 阳极 电 流 为 1 0 1 0 2 ~ 4 mA. 用 椭 圆偏 振 法 、 外 采 红 光 谱 法 、 — 特 性 曲 线 等 测 试 方 法 对 不 同 衬 底 温 度 C 下 淀 积 的 S O。 的 特 性 进 行 测 试 . i 膜
SO。 . 过 椭 圆偏 振 法 、 外 光 谱 法 、 — 特 性 法 i 膜 通 红 C 对 沉 积 SO。 的特 性 进行 研 究 , 点 讨 论 衬底 温 度 i 膜 重 对 生 长 SO。 特 性 的 影 响. i 膜
2 实 验
以 电 阻 率 为 8 ・ m 的 n型 ( 0 ) 晶 硅 片 作 Q c 10单
作 为 反 应 气 体 的 VUV 光 直 接 光 C VD 技 术 淀 积
1 引 言
氧 化 硅 制 备 技 术 是 硅 基 集 成 电路 制 造 中最 重 要
工序 之 一 . 随着 集 成 度 的 不 断 提 高 , 器件 尺 寸 将 逐 渐 减 小 , 要 求 SO。 的厚 度 将 更 薄 , 而 SO。 的 所 i 膜 从 i 膜
刘 玉荣
杜 开瑛 李 观启
3 结 果 与 讨 论
图 1是 总 气 压 P 为 2 6 6 a, i 与 O。 分 6 . P SH 的 压 比 为 0 7 0 8 淀 积 时 间 为 2 mi 的 光 CVD . ~ ., 5 n SO。 的 淀 积 速 率 与衬 底 温 度 之 间 的关 系 . 图 可 i 膜 由