합성 및 플라즈마에 의해 높은 c 축 된 ZnO 박막의 특성은 화학 기상 증착 시스템과 자외선 광 검출기 응용 프로그램 강화

우리는 플라즈마 강화 화학 기상 증착에 의해 고 c 축 (0002) ZnO 박막을 직접 합성하는 방법을 제공했습니다. Pt interdigitated electrode와 결합 된 synthesized ZnO 박막은 자외선 광 검출기의 감지 층으로 사용되어 우수한 응답성과 신뢰성의 조합을 통해 높은 성능을 보여주었습니다.

이 절차의 전반적인 목표는 플라즈마 강화 화학 기상 증착에 의해 고 C 축 산화 아연 박막을 합성하고 백금 교차 전극과 결합 된 합성 된 필름을 자외선 광 검출기 장치의 감지 층으로 사용하는 것입니다. 이는 먼저 플라즈마 강화 화학 기상 증착 시스템을 사용하여 최적의 합성 매개 변수에서 높은 C 축 산화 아연 박막을 실리콘 1 oh oh 기판에 합성함으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 클린룸에서 기존의 광학 리소그래피에 의해 산화아연 박막 표면에 삽입된 패턴을 제조하는 것입니다.

다음으로 고주파 마그네트론 스퍼터링은 산화아연 박막 상부에 얇은 전도성 백금 층을 증착하는 데 사용되며, 그런 다음 샘플을 초음파 세척기의 아세톤에 담근다. 포토 레지스트를 제거하기 위한 마지막 단계는 백금 전극과 산화아연 박막 사이의 오믹 접촉 계면을 얻기 위한 무릎 꿇기 공정인 빠른 열을 수행하는 것입니다. 궁극적으로 실시간 광전류 응답 측정은 자외선 아래에서 빠른 응답성과 높은 신뢰성을 보여주는 데 사용됩니다.

기존의 화학 기상 증착과 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 더 낮은 합성 온도, 높은 기대 비율 조건을 사용할 수 있고, 우수한 표면 허약성, 높은 증착 속도, 나노 스케일 구조의 화학적 대화를 고도로 제어할 수 있다는 것입니다. 이 현재의 플라즈마 강화 화학 기상 정의 기술은 실리콘 기판에 ZI 크기 테마를 준비하기 위한 마스터를 제공하며, 진드기 기판 위에 귄 및 기타 2차원 층 재료와 같은 더 불안정한 기판에 다른 기능성 재료를 형성하는 데에도 적용할 수 있습니다. 먼저 실리콘 10mm x 10mm 실리콘 기판을 실리콘 1 oh oh 웨이퍼에서 절단합니다.

초음파 세척기를 사용하여 아세톤으로 10분 동안, 에틸 알코올로 10분, 이소프로판올로 15분 동안 실리콘 기판을 청소합니다. 완료되면 탈이온수로 기판을 세 번 헹굽니다. 그런 다음 질소 건으로 기판을 건조시킵니다.

다음으로, 샤워 헤드 전극과 샘플 스테이지 사이의 작동 거리를 30mm로 설정합니다. 반응 챔버의 샘플 스테이지에 기질을 배치하여 다틸 아연 주입구에서 3cm 떨어진 곳에 있도록 합니다. 로터리 펌프를 열고 게이트 밸브와 버터플라이 밸브를 서서히 엽니다.

반응기 챔버의 배경 압력이 30milit 미만이 되면 로터리 펌프에 연결된 보행 밸브와 버터플라이 밸브를 닫습니다. 그런 다음 터보 펌프와 상대 보행 밸브를 열어 마이너스 6토르까지 3배 10의 높은 진공에 도달합니다. 이온 게이지 필라멘트는 고진공을 감지하기 위해 불이 들어옵니다.

필요한 진공 상태에 도달한 후 열 조절기를 열고 샘플 스테이지를 합성 온도로 가열합니다. 온도와 압력이 필요한 조건에 도달하면 터보 펌프를 닫은 다음 로터리 펌프에 연결된 게이트 밸브와 버터플라이 밸브를 동시에 엽니다. 그런 다음 가스 입구 밸브를 열고 아르곤 가스 흐름 컨트롤러를 켭니다.

동시에 아르곤 가스를 10 SCCM으로 챔버로 흘려 보냅니다. 챔버 압력을 500milato로 설정합니다. RF 발생기와 매칭 네트워크를 켭니다.

그런 다음 샘플 표면을 100분 동안 정화하기 위해 RF 전력을 15와트로 설정합니다. 동시에 챔버에서 생성된 플라즈마는 수직색을 나타냅니다. 샘플을 제거한 후 RF 전원을 70와트로 낮춥니다.

이산화탄소 가스 컨트롤러와 가스 입구 밸브를 켭니다. 다음으로, 30 SCCM에서 이산화탄소를 챔버로 흘려보냅니다. 작동 압력을 6tor로 설정합니다.

동시에 플라즈마 색상이 흰색으로 바뀝니다. 챔버 압력이 6 토르 흐름에 도달 한 후, 다틸 아연을 챔버로 운반하기 위해 10 SCCM에서 운반 가스로 고순도 아르곤을 가열하고 다틸 아연에 연결된 볼 밸브를 동시에 엽니 다. 동시에, 산화 아연 필름의 합성을 시작하십시오.

동시에, 플라즈마 색상은 산화아연 필름이 합성된 후 파란색으로 변경됩니다. Sirium은 RF 발전기, 볼 밸브, 열 컨트롤러 및 가스 입구 밸브와 함께 모든 가스 흐름 컨트롤러를 끕니다. 그런 다음 샘플 스테이지 온도가 실온으로 냉각되면 샘플을 제거합니다.

이 시점에서 제작된 백금 산화아연 샘플을 급속 열처리 또는 RTA 시스템에 넣습니다. 기계식 펌프와 보행 밸브를 사용하여 RTA 챔버 압력을 20miltar로 펌핑합니다. 챔버 압력이 20 밀리토르에 도달할 때까지 기다린 후 초당 0.3 밀리리터의 아르곤 가스가 챔버로 유입되고 작동 압력을 5 토르로 설정합니다.

다음으로, 가열 속도를 분당 섭씨 100도로 설정하고 샘플을 섭씨 450도에서 10분 동안 가열합니다. Anil 샘플을 실온으로 식힌 후 챔버에서 제거합니다. X선 회절은 섭씨 400도에서 합성된 필름이 온도가 섭씨 500도까지 상승했을 때 가장 강한 오오오오오2 회절 피크를 가짐을 나타냅니다.

oh oh oh two 회절 피크는 1 0 1 bar의 출현으로 약해졌습니다. C 2 광학 방출 분광법의 Oh 회절 피크는 아연, 산소, 일산화탄소 및 dathyl 아연의 일부 분해 종에 대한 방출 피크가 검출되었음을 나타냅니다. 합성하는 동안 방출 주사 전자 현미경 이미지를 보면 산화 아연 박막이 다양한 합성 온도에서 다른 표면 형태를 보인다는 것을 알 수 있습니다.

섭씨 300도와 400도에서 합성된 이 필름은 사진 발광 스펙트럼에서 강력한 근거리 대역 엣지 미션과 무시할 수 있는 딥 레벨링 미션을 보여줍니다. 또한 근거리 대역 엣지 미션은 온도가 증가함에 따라 낮은 파장으로 이동합니다. 투과율 측정은 섭씨 200도, 300도 및 400도에서 합성된 산화아연 박막이 평균 가시 투과율이 80% 이상으로 우수한 투명도를 갖는다는 것을 보여줍니다.IV 곡선은 필름과 백금 전극 사이의 MSM 오믹 접촉 거동을 반영하는 대칭입니다.

산화아연 UV 광검출기와 결합된 백금은 5볼트의 바이어스에서 원을 5번 이상 돌리고 켜고 끄는 빠른 응답성과 높은 신뢰성을 보여줍니다. 이 플라즈마 강화 화학 기상 증착 기술 경로, 재료 과학 및 물리학 분야의 연구자들이 이를 연구하는 방법은 UV 광 검출기 및 다기능 센서와 같은 잠재적인 응용 분야를 위한 기본 재료 외부의 광학 전자 아연을 제시했습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 플라즈마 강화 화학 증기로 링크 산화물 핀을 완전히 합성하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.

그 확장.