プラズマによる高c軸ZnO薄膜の合成とキャラクタリゼーションは、化学気相堆積システムとそのUV光検出器アプリケーションを強化しました

この手順の全体的な目標は、プラズマ化学蒸着によって高C軸酸化亜鉛薄膜を合成し、白金インターディジテーテッド電極と組み合わせた合成膜を紫外光検出器デバイスのセンシング層として使用することです。これは、まずプラズマ増進化学蒸着システムを使用して、高C軸酸化亜鉛薄膜をシリコン1 oh oh基板上に最適な合成パラメータで合成することによって達成されます。第2のステップは、クリーンルームで従来の光リソグラフィーによって酸化亜鉛薄膜表面にインターディジテッドパターンを作製することです。

次に、高周波マグネトロンスパッタリングを使用して、酸化亜鉛薄膜の上部に薄い導電性白金層を堆積させ、次にサンプルを超音波洗浄機のアセトンに浸します。フォトレジストを除去するための最後のステップは、白金電極と酸化亜鉛薄膜との間のオミクス接触界面を得るための急速熱、すなわちニーリングプロセスを実行することである。最終的に、リアルタイムの光電流応答測定を使用して、UV光下での高速応答性と高い信頼性を示します。

従来の化学気相成長法のような既存の方法に対するこの技術の主な利点は、合成温度が低く、高い期待比条件が利用可能であり、良好な表面弱さ、高い堆積速度、およびナノスケール構造の化学的対話を高度に制御できることです。この現在のプラズマ強化化学蒸気定義技術は、シリコン基板上にZIサイジングテーマを準備するためのマスターを提供し、また、ダニ基板上のギンや他の二次元層状材料など、よりフレトフルな基板上の他の機能性材料の形成にも適用できます。まず、シリコン1ohohウェーハから10mm×10mmのシリコン基板をカットする。

超音波洗浄機を使用して、シリコン基板をアセトンで10分間、エチルアルコールで10分間、イソプロパノールで15分間洗浄します。終了したら、基材を脱イオン水で3回すすぎます。次に、窒素ガンで基板をブロードライします。

次に、シャワーヘッド電極とサンプルステージの間の作動距離を30ミリメートルに設定します。反応チャンバーのサンプルステージに基板を置き、ダチル亜鉛入口から3cmの位置になるようにします。ロータリーポンプを開き、ゲートバルブとバタフライバルブを徐々に開きます。

リアクターチャンバーの背圧が30ミリットより低い後、ロータリーポンプに接続する歩行バルブとバタフライバルブを閉じます。次に、ターボポンプと相対的な歩行弁を開いて、マイナス6トーアの10の3倍の高真空に到達します。イオンゲージフィラメントは、高真空を検出するために点灯します。

必要な真空状態に達したら、ヒートコントローラーを開き、サンプルステージを合成温度まで加熱します。温度と圧力が必要な条件に達したら、ターボポンプを閉じてから、ロータリーポンプに接続されているゲートバルブとバタフライバルブを同時に開きます。次に、ガス入口バルブを開き、アルゴンヌガスフローコントローラーをオンにします。

同時にアルゴンヌガスを10SCCMまでチャンバーに流します。チャンバー圧力を500milatoに設定します。RFジェネレーターとマッチングネットワークをオンにします。

次に、サンプル表面を15分間パージするために、RF電力を100ワットに設定します。同時に、チャンバー内で生成されたプラズマは鉛直色を示します。サンプルをパージした後、RF電力を70ワットに下げます。

二酸化炭素ガスコントローラーとガス入口バルブをオンにします。次に、30 SCCMの二酸化炭素をチャンバーに流します。作動圧力を6トーレに設定します。

同時に、プラズマの色が白に変わります。チャンバー圧力が6 torに達した後、10 SCCMでキャリアガスとして高純度のアルゴンヌを流れ、ダチル亜鉛をチャンバーに運び、ダチル亜鉛に接続されたボールバルブを同時に開きます。同時に、酸化亜鉛膜の合成を開始します。

同時に、酸化亜鉛膜が合成された後、プラズマの色は青色に変わります。Siriumは、RFジェネレーター、ボールバルブ、ヒートコントローラー、およびすべてのガスフローコントローラーとガス入口バルブをオフにします。次に、サンプルステージの温度が室温まで下がったら、サンプルを取り出します。

この時点で、作製した白金酸化亜鉛サンプルを急速熱アニーリングまたはRTAシステムに入れます。機械式ポンプと歩行バルブを使用して、RTAチャンバーの圧力を20ミリタールに下げます。チャンバー圧力が20ミリトールに達するまで待った後、毎秒0.3ミリリットルのアルゴンガスをチャンバーに流し、作動圧力を5トルに設定します。

次に、加熱速度を毎分摂氏100度に設定し、サンプルを摂氏450度で10分間加熱します。Anilサンプルを室温まで冷ました後、チャンバーから取り出します。X線回折は、摂氏400度で合成された膜が、温度が摂氏500度に上昇したときに最も強い回折ピークを持つことを示しています。

oh oh oh two 回折ピークは、1 0 1 bar の出現とともに弱くなりました。C 2光発光分光法におけるOH回折ピークは、亜鉛、酸素、一酸化炭素、およびダチル亜鉛の一部の分解種の発光ピークが検出されたことを示しています。合成中に、発光を感じる走査型電子顕微鏡の画像は、酸化亜鉛薄膜が異なる合成温度で異なる表面形態を示すことを明らかにします。

摂氏300度と400度で合成されたフィルムは、フォトルミネッセンススペクトルに強いニアバンドエッジの効いたミッションと無視できる深いレベリングミッションを示しています。さらに、近帯域エッジの効いたミッションは、温度が上昇するにつれて低波長にシフトします。透過率の測定は、摂氏200度、300度、400度で合成された酸化亜鉛薄膜が、平均可視透過率が80%を超える良好な透明性を有することを示していますIV曲線は、フィルムと白金電極との間のMSMオミクス接触挙動を反映して対称的です。

酸化亜鉛UV光検出器と組み合わせたプラチナは、5ボルトのバイアスで5回以上回転し、円をオン/オフする高速応答性と高い信頼性を示します。このプラズマ強化化学蒸着技術の道筋は、材料科学と物理学の分野の研究者がこれを研究する方法であり、UV光検出器や多機能センサーなどの潜在的なアプリケーションのための光学電子亜鉛外部ベース材料を提示しました。このビデオを見れば、プラズマ強化化学蒸気によってリンク酸化物フィンを完全に合成する方法を十分に理解できるはずです。

その拡張子。