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采用PA-ALD法沉积Al2O3过程中不同O2等离子体暴露时间下Al2O3/Si界面特性的研究

DOI：10.1016/j.cap.2018.09.004 期刊：Current Applied Physics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 等离子体辅助原子层沉积（PA-ALD）因其更快的生长速率比热原子层沉积（ALD）更适合大规模生产。然而，控制PA-ALD过程中等离子体造成的表面损伤是关键问题。本研究通过不同O2等离子体暴露时间，探究了PA-ALD沉积Al2O3层的钝化特性。当O2等离子体暴露时间为1.5秒时，Al2O3沉积的每周期生长量（GPC）饱和至约1.4 ?/周期，并获得1.65–1.67范围内的Al2O3折射率。随着Al2O3沉积过程中O2等离子体暴露时间增加，钝化性能趋于恶化；而射频（RF）功率升高会降低Al2O3层的钝化均匀性和热稳定性。为研究Al2O3/Si界面特性，采用汞探针测量电容-电压（C-V）和电导-电压（G-V），进而提取固定电荷密度（Qf）和界面态密度（Dit）。PA-ALD沉积在硅片上的Al2O3层Qf几乎不受影响，但Dit随O2等离子体暴露时间增加。结论表明：PA-ALD沉积Al2O3层时，O2等离子体暴露时间延长会导致等离子体表面损伤，使Al2O3/Si界面特性恶化。
作者： Kwan Hong Min，Sungjin Choi，Myeong Sang Jeong，Min Gu Kang，Sungeun Park，Hee-eun Song，Jeong In Lee，Donghwan Kim
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究采用PA-ALD法沉积的Al2O3层在不同O2等离子体暴露时间下的钝化特性及其对Al2O3/Si界面特性的影响。

研究成果

研究表明，在采用等离子体辅助原子层沉积（PA-ALD）法沉积Al2O3时，控制O2等离子体暴露时间至关重要，这有助于减少等离子体损伤并保持良好的界面特性。随着O2等离子体暴露时间和射频功率的增加，钝化性能和界面特性会恶化。

研究不足

该研究强调了随着O2等离子体暴露时间增加，Al2O3/Si界面特性出现恶化，表明可能存在等离子体表面损伤。钝化均匀性和热稳定性也随射频功率增加而降低。

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