原子层沉积结合微波退火制备HfO 2 薄膜及其光电性能研究

发布时间：2024-01-25 10:29

　　随着科学技术的不断发展,人们对光电子器件、半导体器件在性能和尺寸上要求越来越高,从而引发对纳米薄膜材料的研究热潮。氧化铪(HfO₂)薄膜因具备透射率高、光学带隙大、介电常数高和热稳定性好等优点,成为人们关注的材料。本文以HfO₂薄膜为研究对象,采用原子层沉积(ALD)制备了结构缺陷少和致密性好的薄膜,改善薄膜的光学性能,增加介电性能、减小漏电流密度和介电损耗,再结合微波退火(MWA)热处理的薄膜质量较高,且具有更好的电学性能和稳定性。(1)采用ALD制备HfO₂薄膜,研究了衬底温度和沉积周期数对薄膜性能的影响。结果表明,衬底温度大于200^°C时可产生足够的能量使薄膜结晶。所制备的HfO₂薄膜具有良好的减反射性能;从可见光到近红外光谱范围的折射率随温度的升高而增大,相比非晶态,结晶后的HfO₂薄膜变得更加致密,290^°C薄膜的均匀性和致密性最好。随着沉积周期数的增加,薄膜的生长速率基本不变,约为0.13nm/cycles;薄膜粗糙度随沉...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 HfO₂基本结构和性质简介
    1.3 HfO₂薄膜制备方法及退火热处理
        1.3.1 HfO₂薄膜制备方法
        1.3.2 HfO₂薄膜退火热处理
    1.4 HfO₂薄膜国内外研究进展
    1.5 本论文的主要研究内容及章节安排
第二章 实验方法
    2.1 实验原材料
        2.1.1 化学药剂和衬底
        2.1.2 实验材料
    2.2 实验制备原理及设备
        2.2.1 实验制备原理
        2.2.2 实验制备装置
    2.3 实验方案
        2.3.1 实验样品准备工作
        2.3.2 实验样品平行板电容器制备
    2.4 HfO₂薄膜的测试表征设备
第三章 原子层沉积制备HfO₂薄膜结构和光电性能研究
    3.1 引言
    3.2 不同温度下ALD制备HfO₂ 薄膜的结构与光学性能
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 结果与讨论
    3.3 ALD制备的不同周期数的HfO₂ 薄膜及其光电性能
        3.3.1 实验方法
        3.3.2 结果与讨论
    3.4 不同氧源制备的HfO₂薄膜及其光学性能
        3.4.1 实验方法
        3.4.2 结果与讨论
    3.5 本章小结
第四章 微波退火对HfO₂薄膜结构和光电性能影响
    4.1 引言
    4.2 不同微波退火时间对HfO₂薄膜的结构与光电性能的影响
        4.2.1 实验方法
        4.2.2 结果与讨论
    4.3 不同微波退火温度对ALD制备HfO₂ 薄膜的结构与光学性能影响
        4.3.1 实验方法
        4.3.2 结果与讨论
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 存在的问题与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和成果
致谢



本文编号：3884654