Synteza i charakterystyka cienkiej warstwy ZnO o wysokiej osi c za pomocą plazmowego systemu chemicznego osadzania z fazy gazowej i jego zastosowania w fotodetektorze UV

Ogólnym celem tej procedury jest synteza cienkiej warstwy tlenku o wysokiej osi C poprzez chemiczne osadzanie z fazy gazowej wzmocnionej plazmą i wykorzystanie zsyntetyzowanej folii w połączeniu z platynową elektrodą palcową jako warstwy detekcyjnej dla detektora zdjęć ultrafioletowych. Osiąga się to poprzez zastosowanie najpierw systemu chemicznego osadzania z fazy gazowej wzmocnionego plazmą w celu zsyntetyzowania cienkiej warstwy tlenku o wysokiej osi C na podłożu krzemowym o oh oh przy optymalnych parametrach syntezy. Drugim krokiem jest wytworzenie wzoru międzypalcowego na powierzchni cienkiej warstwy tlenku za pomocą konwencjonalnej litografii optycznej w czystym pomieszczeniu.

Następnie rozpylanie magnetronowe o częstotliwości radiowej służy do osadzania cienkiej, przewodzącej warstwy platyny na wierzchu cienkiej warstwy tlenku, a następnie próbkę zanurza się w acetonie w myjce ultradźwiękowej. Aby usunąć fotorezyst, ostatnim krokiem jest wykonanie szybkiego procesu termicznego i klęczącego w celu uzyskania omicznego interfejsu kontaktowego między elektrodą platynową a cienką warstwą tlenku. Ostatecznie, pomiar odpowiedzi fotoprądowej w czasie rzeczywistym służy do wykazania szybkiej reakcji i wysokiej niezawodności w świetle UV.

Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak konwencjonalne chemiczne osadzanie z fazy gazowej, jest niższa temperatura syntezy, dostępny jest wysoki oczekiwany stosunek proporcji, dobra niemoc powierzchni, wysoka szybkość osadzania, a chemiczna rozmowa struktur w skali nano może być wysoce kontrolowana. Ta obecna technika definicji pary chemicznej wzmocnionej plazmą stanowi mistrza w przygotowywaniu motywu rozmiarów ZI na podłożach krzemowych i może być również stosowana do tworzenia innych materiałów funkcjonalnych na bardziej niestabilnych podłożach, takich jak gwinea i inne dwuwymiarowe materiały warstwowe na podłożach roztoczy. Najpierw wytnij podłoża krzemowe o wymiarach 10 milimetrów na 10 milimetrów z płytki krzemowej.

Za pomocą myjki ultradźwiękowej wyczyść podłoża silikonowe acetonem przez 10 minut, alkoholem etylowym przez 10 minut i izopropanolem przez 15 minut. Po zakończeniu spłucz podłoża trzykrotnie wodą dejonizowaną. Następnie wysuszyć podłoża suszarką za pomocą pistoletu do azotu.

Następnie ustaw odległość roboczą między elektrodą głowicy prysznicowej a stolikiem na próbkę na 30 milimetrów. Umieścić substraty na stoliku na próbkę w komorze reakcyjnej tak, aby znajdowały się trzy centymetry od wlotu dathyl. Otwórz pompę rotacyjną i stopniowo otwieraj zasuwy i przepustnicę.

Po tym, jak ciśnienie tła w komorze reaktora jest niższe niż 30 militów, aby zamknąć zawory chodu i przepustnicę, która łączy się z pompą rotacyjną. Następnie otwórz pompę turbo i zawory chodu względnego, aby osiągnąć wysoką próżnię trzy razy 10 do minus sześciu torów. Żarnik miernika jonów zostanie podświetlony w celu wykrycia wysokiej próżni.

Po osiągnięciu wymaganego stanu próżni otwórz regulator ciepła i podgrzej stolik próbki do temperatury syntezy. Gdy temperatura i ciśnienie osiągną niezbędne warunki, zamknij pompę turbo, a następnie otwórz jednocześnie zasuwy i przepustnicę podłączone do pompy rotacyjnej. Następnie otwórz zawory wlotowe gazu i włącz regulator przepływu gazu Argonne.

Jednocześnie wlej gaz Argonne do 10 SCCM do komory. Ustaw ciśnienie w komorze na 500 milato. Włącz generator RF i pasującą sieć.

Następnie ustaw moc RF na 100 watów, aby oczyścić powierzchnię próbki przez 15 minut. W tym samym czasie plazma generowana w komorze pokazuje kolor pionu. Po oczyszczeniu próbek zmniejsz moc RF do 70 watów.

Włącz regulator dwutlenku węgla i zawór wlotowy gazu. Następnie wprowadź dwutlenek węgla o stężeniu 30 SCCM do komory. Ustaw ciśnienie robocze na sześć torów.

W tym samym czasie kolor plazmy zmieni się na biały. Gdy ciśnienie w komorze osiągnie sześć torów, przepływa wysokiej czystości Argonne jako gaz nośny o stężeniu 10 SCCM do przenoszenia datylowego do komory i jednocześnie otwiera zawór kulowy podłączony do datylu. W tym samym czasie rozpocznij syntezę filmów z tlenku.

W tym samym czasie kolor plazmy zmieni się na niebieski po zsyntetyzowaniu warstw tlenku. Sirium wyłączył regulator ciepła zaworu kulowego generatora RF oraz wszystkie regulatory przepływu gazu wraz z zaworami wlotowymi gazu. Następnie usuń próbkę, gdy temperatura sample stage spadnie do temperatury pokojowej.

W tym momencie umieść wyprodukowaną próbkę tlenku platyny i w systemie szybkiego wyżarzania termicznego lub RTA. Użyj mechanicznej pompy i zaworu chodu, aby obniżyć ciśnienie w komorze RTA do 20 wojskowych. Po odczekaniu, aż ciśnienie w komorze osiągnie 20 militorów, wlej do komory argon z prędkością 0,3 mililitra na sekundę i ustaw ciśnienie robocze na pięć torów.

Następnie ustaw szybkość ogrzewania na 100 stopni Celsjusza na minutę, a następnie próbkę w temperaturze 450 stopni Celsjusza przez 10 minut. Po pozostawieniu próbki anilu do ostygnięcia do temperatury pokojowej, wyjmij ją z komory. Dyfrakcja rentgenowska wskazuje, że film zsyntetyzowany w temperaturze 400 stopni Celsjusza miał najsilniejszy pik dyfrakcyjny oh oh oh two two, gdy temperatura wzrosła do 500 stopni Celsjusza.

Pik dyfrakcyjny oh oh oh two osłabł wraz z pojawieniem się bara 1 0 1. Pik dyfrakcyjny Oh w C dwie optyczne spektroskopie emisyjne wskazują, że wykryto piki emisji, tlenu, tlenku węgla i niektórych rodzajów rozkładu dathylowego. Podczas syntezy obrazy z emisyjnej skaningowej mikroskopii elektronowej ujawniają, że cienkie warstwy tlenku wykazują różne morfologie powierzchni przy różnych temperaturach syntezy.

Film zsyntetyzowany w temperaturze 300 i 400 stopni Celsjusza pokazuje silną misję w pobliżu pasma i znikomą misję głębokiego niwelowania w widmach luminescencji zdjęć. Ponadto, misja w pobliżu pasma zmienia się na niską długość fali wraz ze wzrostem temperatury. Pomiar transmitancji pokazuje, że cienkie warstwy tlenku syntetyzowane w temperaturze 200, 300 i 400 stopni Celsjusza mają dobrą przezroczystość ze średnią widoczną przepuszczalnością wyższą niż 80%Krzywe IV są symetryczne, co odzwierciedla zachowanie kontaktu omicznego MSM między folią a elektrodą platynową.

Platyna w połączeniu z fotodetektorem UV z tlenku wykazuje szybką responsywność i wysoką niezawodność z ponad pięciokrotnym obracaniem, włączaniem i wyłączaniem okręgów przy polaryzacji pięciu woltów. Ta wzmocniona plazmą ścieżka techniki chemicznego osadzania z fazy gazowej, która jest sposobem dla naukowców z dziedziny materiałoznawstwa i fizyki do jej zbadania, zaprezentowała optyczny elektroniczny poza materiałami bazowymi do potencjalnych zastosowań, takich jak fotodetektor UV i czujnik wielofunkcyjny. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak całkowicie zsyntetyzować żebra tlenku połączenia za pomocą pary chemicznej wzmocnionej plazmą.

To rozszerzenie.