基于原子层沉积技术制备氧化钽薄膜及其特性研究

本工作以单晶硅为衬底,乙醇钽和水分别为钽源和氧源,研究原子层沉积技术制备氧化钽薄膜的工艺,考察了乙醇钽温度、衬底温度、脉冲时间等工艺条件对氧化钽薄膜的生长速率、粗糙度和表面形貌等特性的影响.通过椭偏仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜以及高分辨X射线光电子能谱测试分析表明,制备获得的氧化钽薄膜表面光滑,粗糙度小于1 nm,薄膜生长速率受工艺参数的影响较大,其中在乙醇钽源瓶温度170℃、脉冲时间0.1 s以及衬底温度200℃时,氧化钽的生长速率为0.253?/cycle.本工作基于原子层沉积高性能氧化钽薄膜的工艺研究,将对氧化钽薄膜在介质材料、存储介质以及光学涂层等领域的应用奠定基础.     

原子层沉积制备ZnO薄膜研究进展

随着半导体技术的发展,ZnO作为第三代半导体材料,具有禁带宽度大、载流子漂移饱和速度高和介电常数小等优点,更适合制作蓝光和紫外光的发光器件。与传统的薄膜制备技术相比,原子层沉积技术(ALD)在膜生长方面具有生长温度低、厚度高度可控、保形性好和均匀性高等优点,逐渐成为制备ZnO薄膜的主流方法。综述了ALD制备ZnO薄膜的反应机制、生长机制和掺杂方面的研究进展,针对当前ZnO薄膜p型掺杂的难点,指出了V族元素中的大半径原子(磷和砷等)掺杂有可能成为制备高质量、可重复和稳定的p型ZnO的潜力研究点,最后总结和展望了ALD制备ZnO薄膜的应用前景和研究趋势。     

脉冲激光沉积技术制备超导铌薄膜及其特性研究

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在硅衬底上制备超导Nb薄膜,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨X射线光电子能谱(XPS)、综合物性测量系统(PPMS)等测试分析手段,分别考察了不同激光能量、靶基间距、衬底温度对Nb薄膜晶体结构、表面形貌和电学性能的影响。结果表明,Nb薄膜在(110)晶向择优生长,并且随着激光能量的增加,薄膜的结晶质量逐渐提高;合适的衬底温度和靶基间距有利于提高Nb薄膜的结晶性能;在激光能量280 mJ、靶基间距5cm、加热盘温度650℃时制备所得Nb薄膜在(110)晶面半峰宽(FWHM)为0.39°,超导转变温度(Tc)为8.6K,且Nb薄膜具有良好的结晶性能和超导特性。     

表面修饰法制备大面积石墨烯

We develop a novel and convenient method to prepare large area single-layer and multi-layer graphene through surface modification with oxygen plasma.The obtained large area single-layer graphene is dozens of microns wide in the lateral dimension and characterized by optical microscopy,atomic force microscopy.Raman spectroscopy show multilayer graphene has less disorder density than single-layer graphene.X-ray photoelectron spectroscopy（XPS） analysis shows that hydroxyl groups are formed on the HOPG surface during oxygen plasma pre-treatment.Hydrogen bonds develop between hydroxyl groups on HOPG surface and silanol groups on hydroxylated SiO₂/Si substrate,which facilitate the transfer process.This study may provide a potential approach to develop graphene-based devices by using the large area lithographic printing process.     

原子层沉积生长速率的控制研究进展

原子层沉积生长技术(ALD)是以表面自限制化学反应为机制的薄膜沉积技术, 可以一层一层地生长薄膜。该技术具有生长温度低、沉积厚度精确可控、保形性好和均匀性高等优点, 逐渐成为制备薄膜材料最具发展潜力的薄膜生长技术。作为ALD技术中一个关键的指标--生长速率, 不仅对沉积所得薄膜的晶体质量、致密度起重要作用, 更重要的是影响集成电路的生产效率。本文综述了近年来ALD生长机制和生长速率方面的研究结果, 以及ALD技术生长速率的影响因素, 并分析探讨了提高和改善ALD生长速率的方法以及研究趋势。     

PMMA/PVA双支撑膜辅助铜刻蚀法:一种改进的石墨烯转移技术

石墨烯具有高载流子迁移率、高热导率、高力学强度等独特性能,可应用于微电子器件、生物传感器、燃料电池、储能器件等,在许多领域拥有广阔的发展前景。如何转移得到少残胶、无破损的石墨烯是其在电子器件中应用必须解决的问题。常规的基于铜刻蚀法的石墨烯转移技术存在因聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶解不彻底、残留在石墨烯表面而造成污染的不足。鉴于此,本工作提出了PMMA/PVA双支撑膜辅助铜刻蚀法,即在铜刻蚀法中引入高水溶性的聚乙烯醇(PVA,醇解度98%)作为高强度PMMA和石墨烯之间的阻隔层,构成双支撑膜。光学显微镜(OM)、拉曼(Raman)光谱及电学性能测试的结果表明,该方法转移得到的石墨烯残胶少、表面洁净,具有高的结晶特性,并且其背栅场效应晶体管(BGFET)表现出良好的载流子迁移率。此外,该方法操作简便,同时还是一种潜在的用于多种二维材料转移的普适技术。