研究目的
研究采用PE-ALD沉积工艺及后处理方法开发金属和等离子体激元超薄TiN薄膜的可行性,该工艺具有基底不敏感特性且可在250°C低温下进行。
研究成果
该研究展示了一种低温等离子体增强原子层沉积(PE-ALD)工艺,用于制备对衬底不敏感的超薄等离激元氮化钛薄膜,并通过后续氢等离子体处理改善了超薄膜的金属特性,调控其等离激元性能,使其表现出与较厚样品相当的金属特性。
研究不足
TiN薄膜中的氧含量归因于前驱体TDMATi中的杂质以及台式原子层沉积系统中存在的相对较高的基础压力(100毫托)。该氧含量足够低但不可忽略。
1:实验设计与方法选择:
采用处理温度低于250°C的PE-ALD方法,使用TDMATi和NH3等离子体前驱体。
2:样品选择与数据来源:
直接生长在MgO和Si<100>衬底上的TiN薄膜。
3:实验设备与材料清单:
Gemstar XT等离子体增强原子层沉积系统,氩气作为载气和吹扫气体,四(二甲基氨基)钛(IV)(TDMATi)作为钛前驱体,NH3:Ar等离子体。
4:实验步骤与操作流程:
TDMATi在腔室中暴露1000毫秒,随后在110 sccm氩气下吹扫10秒,接着暴露于300 W NH3:Ar等离子体20秒,再在110 sccm氩气下吹扫10秒。重复此循环直至达到所需厚度。
5:数据分析方法:
通过拉曼光谱和XPS进行结构表征,通过光谱椭偏仪表征光学常数。
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X-ray reflectivity
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XT
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