研究目的
研究衬底温度对等离子体增强原子层沉积法制备的ZnO薄膜织构及性能的影响，以应用于先进传感器领域。
研究成果
等离子体增强原子层沉积（PE-ALD）技术可通过调节衬底温度和等离子体射频功率，实现具有可调特性的高质量氧化锌（ZnO）薄膜沉积。升温会使晶体取向从(100)晶面转变为(002)晶面，这种特性转变有利于压电器件和光催化领域的应用。后续研究将聚焦电导率和压电响应等附加性能的优化。
研究不足
该研究仅限于50–200°C的温度范围，未深入探讨电导率、压电响应或透明度等其他参数。需进一步研究以实现全面理解。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用等离子体增强原子层沉积（PE-ALD）技术生长ZnO薄膜，通过调控衬底温度实现织构控制。该方法确保自限制生长并精确控制厚度。
2：样品选择与数据来源：
使用单面抛光的硅（100）晶圆作为衬底，其表面带有自然氧化层。
3：实验设备与材料清单：
定制直列式等离子体反应器、二乙基锌（DEZ）前驱体、O?等离子体共反应物、Ar吹扫气体、配备涡轮分子泵和旋转叶片泵的真空系统、加热带（CSH00225，欧米茄工程）、光谱椭偏仪（M-2000V，J.A. Woollam公司）以及Elettra同步辐射装置XRD1光束线的掠入射X射线衍射（GIXD）。
4：实验流程与操作步骤：
ALD工艺包含四个步骤：DEZ脉冲、Ar吹扫、O?等离子体脉冲（含氧流量稳定阶段）及Ar吹扫。衬底温度范围为50°C至200°C。通过椭偏仪测量厚度与光学常数，GIXD进行结构分析。
5：数据分析方法：
光谱椭偏仪数据在透明区采用柯西模型拟合，GIXD数据通过GidVis软件包处理生成倒易空间图。
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spectroscopic ellipsometer
M-2000V
J.A. Woollam Co.
To determine the thickness and optical constants of the ZnO thin films by measuring spectra at multiple angles and wavelengths.
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heater strip
CSH00225
Omega Engineering
To heat the substrates during the deposition process, allowing control of substrate temperature.
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diethylzinc
optoelectronic grade
Dockweiler Chemicals
Used as the metalorganic precursor in the PE-ALD process for depositing ZnO thin films.
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Pilatus detector
2M
Used in the GIXD measurements to collect diffracted intensities for structural analysis of the thin films.
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