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MOCVD TiN薄膜在先进集成电路制造中应用的研究

在深亚微米(0.15μm及以下)集成电路制造中,后段工艺日趋重要,为降低阻容迟滞(RC Delay),保证信号传输,减小功耗,有必要对后段工艺进行改进,Via阻挡层MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition,金属有机物化学气相淀积)TiN是其中重要研究课题之一。本论文基于薄膜电阻的理论分析,从厚度、杂质浓度和晶体结构三大薄膜电阻影响因素出发系统研究MOCVD TiN材料在平面薄膜上和真实结构中的各种性质,重点是等离子体处理(Plasma Treatment,PT)下的晶体生长,制备循环次数的选择对薄膜杂质浓度、晶体结构及电阻性能的影响,不同工艺薄膜在真实结构中物理形貌、晶体结构和电阻性能的表现和规律,超薄TiN薄膜(<5nm)的实际应用等。俄歇能谱、透射电子显微镜和方块电阻测试证明PT作用下杂质浓度降低,同时晶体生长,薄膜致密化而电阻率降低。PT具有饱和时间和深度,较厚薄膜需多循环  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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MOCVD法ZnO薄膜生长及其紫外探测器的制备与初步研究

作为一种直接带隙宽禁带半导体材料ZnO是继GaN之后光电研究领域又一热门研究课题。其光电特性受缺陷的影响较小,在如今的信息时代有着重要的作用。它可用于制作发光显示器件、高频滤波器、发光二极管、激光器、高速光开关等器件, 在民用及军事领域都有着重要的用途。目前,对ZnO的研究大多集中于薄膜材料的生长方面,其生长方法大致包括以下几种:分子束外延(MBE)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、脉冲激光沉积(PLD)、原子层外延、溅射、蒸发等。本文利用等离子增强MOCVD反应系统在c-蓝宝石衬底上生长ZnO薄膜,对其有关特性进行了研究,同时,在成功制备出的高阻ZnO薄膜基础上,成功制备出ZnO基紫外探测器,对其相关特性进行了测试和分析。我们对利用MOCVD法在c-Al2O3衬底上生长出的高质量ZnO薄膜及其相关特性进行了研究。X光衍射显示生长的ZnO薄膜为c方向柱状生长,ZnO(002)衍射峰的半高宽为0.28(,分析显示ZnO薄膜在生...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
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MOCVD方法生长单晶ZnO、p型掺杂及同质ZnO-LED室温电致发光研究

氧化锌(ZnO)是一种直接宽带隙化合物半导体材料,其室温禁带宽度为3.37eV,激子束缚能为60meV,高于室温热能26meV,也远高于其它半导体材料,如已经在蓝紫光波段发光器件方面得到广泛应用的GaN材料的激子束缚能只有25meV;由于ZnO中的激子能够在室温及以上温度下稳定存在,而且由激子-激子散射诱发的受激辐射的阈值要比电子-空穴等离子体复合的受激辐射阈值低得多,故ZnO是制备室温和更高温度下的半导体激光器(LDs)的理想材料,而GaN基的半导体激光器必须借助于其多量子阱或超晶格结构。在半导体发光器件应用方面,ZnO还有其它优势,如具有体单晶ZnO衬底材料、晶体常数与纯ZnO本身非常接近的MgZnO和ZnCdO三元合金,这些都是将来实现ZnO基发光器件的有利条件。ZnO还有丰富多样的纳米结构,如纳米线、纳米管、纳米带、纳米环等,它们会具有量子限制效应,如电子量子传输和辐射复合增强效应;ZnO的纳米结构在制备纳米光电子器件和...  (本文共155页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
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负载型纳米TiO_2光催化剂的MOCVD制备、改性及应用研究

纳米TiO_2由于其卓越的光催化性能在水处理中被广泛研究。但是,在实际应用中纳米TiO_2存在回收困难、易团聚、对废水矿化度低等问题。针对以上问题,本文采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)制备了活性炭(AC)负载TiO_2光催化剂。为提高负载型TiO_2光催化剂的活性,采用共沉积/二次沉积MOCVD技术对其进行了改性。采用MOCVD将TiO_2成功负载到AC表面,并对沉积过程进行了研究。HNO_3改性AC可以同时提高TiO_2的沉积速率和其在AC外表面的浓度。将MOCVD与溶胶-凝胶法、分子吸附沉积不同固定化技术进行了比较。结果表明,由MOCVD制备的TiO_2比另外两种方法制得的TiO_2具有更高的光催化性能。比较了不同载体对负载型TiO_2催化性能的影响,结果表明TiO_2/ACTiO_2/Al_2O_3TiO_2/ACF。制备高活性TiO_2/AC光催化剂的MOCVD最佳条件为:沉积温度(873K)、源温度(423K)、...  (本文共145页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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采用MOCVD方法在Si和GaAs衬底上生长ZnO薄膜及其特性研究

ZnO是一种具有压电和光电特性的直接宽带隙半导体材料,是人们关注的短波长光电材料的新焦点。其具有高的激子束缚能(60meV),极好的抗辐照性能和化学稳定性能,低的外延生长温度和大尺寸衬底材料等一些独特的优点,有望用于制备UV发光二极管和低阈值激光器。本论文叙述了我们采用MOCVD外延生长技术,在Si、GaAs衬底上生长ZnO薄膜的研究工作,分析了源的流量及生长温度对ZnO薄膜的结构、形貌及光电特性等特性的影响。采用的X射线衍射技术,首次发现ZnO薄膜的生长取向随着GaAs表面处理的不同而改变。经过深入分析,发现取向改变的原因是:腐蚀时间不同,衬底中元素的含量发生变化。并通过衬底As热扩散的方法,成功制备了p-ZnO薄膜,XPS测试表明As在ZnO薄膜中的不同存在状态决定了薄膜的导电类型。并发现高温退火使得As有足够的能量扩散到合适的晶格格点位置取代晶格O,作为受主存在,使得薄膜呈p型。我们还制作了n-ZnO/p-Si异质结光电二...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌大学
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III-Ⅴ族氮化物及其高亮度蓝光LED外延片的MOCVD生长和性质研究

宽禁带III-Ⅴ族氮化物半导体材料在短波长高亮度发光器件、短波长激光器、光探测器以及高频和大功率电子器件等方面有着广泛的应用前景。自1994年日本日亚化学工业公司率先在国际上突破了GaN基蓝光LED外延材料生长技术以来,美、日等国十余家公司相继报导掌握了这项关键技术,并分别实现了批量或小批量生产GaN基LED。尽管如此,这项高技术仍处于高度保密状态,材料生长的关键思想及核心技术仍未公开,还无法从参考文献及专利公报中获取最重要的材料生长信息。本论文就是在这种情况下立题的,旨在研究GaN基材料生长中的物理及化学问题,为生长可商品化的高亮度GaN基LED外延材料提供科学依据。本文在自制常压MOCVD和英国进口MOCVD系统上对III-Ⅴ族氮化物的生长机理进行了研究,对材料的性能进行了表征。通过设计并优化外延片多层结构,生长的蓝光LED外延片质量达到了目前国际上商品化的中高档水平。并获得了如下有创新和有意义的研究结果:1、首次提出了采用...  (本文共149页) 本文目录 | 阅读全文>>