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氧化诱导的ALD-Al2O3/InAs(100)界面变化及其在器件加工中的控制
摘要： InAs晶体是射频晶体管和红外传感器等多种器件的新兴材料?？刂蒲趸盏急浠约跎儆泻Φ腎nAs表面（或界面）缺陷至关重要，因为在器件加工过程中难以避免InAs表面部分发生能量上有利的氧化。我们采用同步辐射硬X射线光电子能谱（HAXPES）、低能电子衍射、扫描隧道显微镜和时间飞行弹性反冲检测分析技术，对经过不同预氧化处理的原子层沉积（ALD）生长的Al2O3/InAs界面进行了表征。研究阐明了良好嵌入的InAs界面（12 nm Al2O3）的化学环境和芯能级偏移，尤其避免了真空-固体界面显著电位变化的影响。高分辨率As 3d光谱显示，ALD前经溅射清洁的Al2O3/InAs界面存在+1.0 eV偏移，而预氧化（3×1）-O界面的As 3d则呈现-0.51 eV偏移。测量结果还表明，As2O3型结构对控制缺陷密度并非关键因素。关于In 4d测量，溅射后的InAs界面仅存在+0.29 eV偏移，而晶态氧化界面特有的In 4d偏移约为-0.3 eV。因此，通常与悬键相关的负偏移并不一定如先前预期那样指示此类点缺陷。相反，负偏移可能源于与氧原子的键合。因此，在光电子研究中确定体组分位置时应特别谨慎。最后，我们提出了一种将InAs氧化结果应用于富砷III-V表面和铟沉积的高电子迁移率晶体管（HEMT）器件工艺的方法。该方法可在不损失栅极可控性的情况下降低HEMT的栅极漏电流。
关键词： 同步辐射，氧化，原子层沉积，III-V族半导体，光电子，砷化铟
更新于2025-09-10 09:29:36
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原子层沉积法生长的Al2O3/ZnO纳米叠层的电光衰减行为
摘要： 本文介绍了在自制原子层沉积（ALD）系统中制备的氧化锌（ZnO）与氧化铝（Al2O3）纳米叠层薄膜。研究通过热ALD法合成了三个样品，每个样品由四个20纳米厚的Al2O3/ZnO双层膜构成多层结构。为分析光电响应，将各样品中Al2O3层厚度分别设置为总双层膜宽度的1%、3%和5%。采用光谱椭偏仪测定前驱体剂量时间的饱和曲线，最终确定二乙基锌的ZnO薄膜沉积时间为50毫秒。通过X射线光电子能谱测定纳米叠层中Al2O3层的厚度，利用室温阴极发光光谱表征不同多层结构的样品光学响应。发现发光衰减与纳米叠层中氧化铝的集成度相关，证实了多层结构发光强度降低与Al2O3层厚度增加之间的关联性。该工艺对薄膜沉积的精确控制使其成为光电子工业中具有衰减应用价值的精密镀膜技术。
关键词： 氧化锌、氧化铝、原子层沉积、纳米叠层、光电子衰减器
更新于2025-09-10 09:29:36
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研究NH<sub>4</sub>OH和HCl/(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>S钝化处理及O<sub>2</sub>等离子体后原子层沉积工艺中Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/GaSb界面的氧化现象
摘要： 本研究采用X射线光电子能谱分析了Al2O3/GaSb界面，旨在改善基于GaSb的金属-氧化物-半导体结构的界面及电学性能。首先分别采用4%和5%稀释度的NH4OH或(NH4)2S进行不同钝化处理以减少GaSb表面自然氧化层。随后研究了原子层沉积(ALD)后经氧等离子体处理及不同温度退火工艺对Al2O3与GaSb表面的氧化影响。结果表明：(NH4)2S钝化能有效降低GaSb表面自然氧化层含量；而ALD后氧等离子体处理可在界面处Al2O3内形成富氧层，从而减少后续氧化物退火过程中GaSb表面的氧化程度。
关键词： X射线光电子能谱，(NH4)2S，沉积后退火，Al2O3/GaSb界面，NH4OH，原子层沉积，O2等离子体
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过原子层沉积直接在外延锗上形成的Al?O?/Ge界面研究
摘要： 锗（Ge）作为提升CMOS电路性能的高迁移率沟道材料正受到广泛关注。实现高性能实用化Ge-MOSFET器件的关键问题之一，在于改善栅介质/Ge界面的质量。本研究通过原子层沉积（ALD）直接在外延生长的Ge上制备了Al2O3/Ge结构。结果表明：在Ge衬底上外延生长Ge所形成的完全洁净表面进行ALD时，可完全抑制ALD的初始成核时间。此外，X射线光电子能谱分析显示，与ALD前暴露于空气的样品相比，外延Ge上的ALD几乎能避免Al2O3/Ge界面处非故意形成的GeO2层。这些结果明确表明，直接在外延Ge上进行ALD是显著提升Ge MOSFET性能极具前景的方法。
关键词： 锗，X射线光电子能谱，氧化铝，原子层沉积，分子束外延
更新于2025-09-09 09:28:46
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采用双(乙基环戊二烯基)镍和氧等离子体通过原子层沉积法制备的NiO薄膜特性
摘要： 等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术以能在任意支撑基底上制备原子级厚度精准可控、共形性佳且均匀的薄膜而著称。我们采用双(乙基环戊二烯基)镍(Ni(EtCp)?)与氧等离子体通过PEALD法制备了氧化镍(NiO)薄膜。为优化该工艺，系统考察了前驱体脉冲时间、吹扫时间、氧等离子体暴露时间及功率等参数的影响。最优PEALD工艺具有100-325℃的宽沉积温度范围及0.037±0.002纳米/循环的生长速率，在高深宽比硅基底上沉积的NiO薄膜展现出卓越的共形性，其生长厚度与PEALD循环次数呈高度线性关系且无成核延迟现象。
关键词： 薄膜，氧化镍，等离子体增强原子层沉积，双(乙基环戊二烯基)镍，原子层沉积
更新于2025-09-09 09:28:46
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以ZrO2为介电层的氮化镓金属氧化物半导体器件
摘要： 已制备出采用ZrO2介电层的P型氮化镓金属氧化物半导体（MOS）。研究中选用H2O和O3作为原子层沉积法生长ZrO2的氧化剂。使用O3氧化剂制备的MOS器件表现出比H2O氧化剂更小的平带电压。在GaN与O3生长的ZrO2之间形成了Ga2O3中间层，能有效将界面态密度降至1.5×1011 cm?2。同时，AlZnO（AZO）/银纳米线（AgNWs）/AlZnO复合电极的创新设计使平带电压进一步降低至传统Cr/Au电极的一半左右，并获得了更优异的电学性能。
关键词： 银纳米线、MOS、ZrO2、原子层沉积、p-GaN
更新于2025-09-09 09:28:46
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以VCl4为前驱体通过原子层沉积法制备无需退火的单斜相VO2薄膜生长
摘要： 二氧化钒（VO?）是一种具有半导体-金属相变（SMT）特性的多功能材料。通常采用有机钒化合物作为原子层沉积（ALD）前驱体来生长VO?薄膜。然而，据报道沉积态薄膜呈非晶结构且无明显SMT特性，因此需要退火工艺将非晶VO?转化为晶态VO?。本研究首次使用无机四氯化钒（VCl?）作为ALD前驱体生长VO?薄膜，该薄膜无需任何退火过程即可在衬底上直接结晶生长。通过变温拉曼光谱和四探针系统验证，该VO?薄膜展现出显著的SMT行为。结果表明VCl?适合作为生长晶态VO?薄膜的新型ALD前驱体?？梢院侠硗撇猓ü骺谹LD工艺参数，VCl?还可用于生长多种直接晶化的钒氧化物。
关键词： 四氯化钒、氧化钒、原子层沉积、半导体-金属转变、二氧化钒
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018年第33届微电子技术与器件研讨会（SBMicro）- 巴西本图贡萨尔维斯（2018年8月27日-8月31日）] 2018年第33届微电子技术与器件研讨会（SBMicro）——导体、半导体及绝缘衬底对原子层沉积二氧化钛薄膜结构的影响
摘要： 采用原子层沉积（ALD）技术在导电基底（钛和氟掺杂氧化锡玻璃）、绝缘基底（云母、盖玻片及硅上的热氧化二氧化硅薄膜）以及半导体基底（硅(100)和4H-SiC）上制备了二氧化钛（TiO?）薄膜。金属前驱体为四氯化钛，配体前驱体为水。通过掠入射X射线衍射（GIXRD）分析了150-450oC工艺温度范围内沉积薄膜晶相与不同基底的依赖关系。结果表明：ALD法制备的TiO?晶相受基底性质影响，其发生非晶态→锐钛矿→金红石相变的所需温度因基底而异。例如导电基底上金红石相形成温度约350oC，而半导体基底仅在400oC以上才出现该相。对于非晶结构基底则无统一规律——云母和硅上热氧化二氧化硅薄膜在全部测试温度范围内仅形成锐钛矿相；盖玻片则呈现TiO?相变全阶段特征，其中300-350°C区间特别观察到板钛矿相形成。此外研究表明，纯相金红石仅在超过400oC时获得，且仅限玻璃和钛基底。这些结果提示：在硅基底上采用TiCl?和H?O前驱体的ALD工艺中，较廉价的钛薄膜可作为优质金红石TiO?相生长的良好籽晶层。
关键词： 基底类型，二氧化钛，掠入射X射线衍射，原子层沉积
更新于2025-09-09 09:28:46
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通过X射线光电子能谱测量BiOCl/ZnO核壳纳米片的能带排列
摘要： 为改善铋系氧卤化物的光电性能，混合BiOX光催化材料因其光生电子-空穴对的分离特性而备受关注。能带偏移与能带排列被视为阐明异质结中载流子传输特性的关键参数。本文通过合成不同壳层厚度的BiOCl/ZnO核壳纳米片来确定其能带排列，采用X射线光电子能谱测量确定了BiOCl/ZnO异质结构的价带偏移量（VBO或DEV）。以Zn 2p3/2和Bi 4f5/2结合能为基准计算得出DEV值为0.294±0.10 eV。结合ZnO和BiOCl样品的带隙值（分别为3.37 eV和3.4 eV），最终获得具有0.324±0.10 eV导带偏移量（CBO或DEc）的II型能带排列BiOCl/ZnO异质结构。
关键词： X射线光电子能谱（XPS）、带阶、BiOCl、ZnO、原子层沉积（ALD）
更新于2025-09-09 09:28:46
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原子层沉积法制备的AZO三维包覆ZnO纳米棒的气体传感性能提升
摘要： 本文报道了一种通过原子层沉积（ALD）技术利用铝掺杂氧化锌（AZO）薄膜嵌套涂层的新方法，来提升氧化锌纳米棒乙醇传感器的性能。采用水热法生长氧化锌纳米棒，并通过ALD在硅片上合成氧化锌种子层。为增强氧化锌纳米棒乙醇传感器的性能，在本征氧化锌纳米棒表面通过ALD沉积了多层包覆的AZO薄膜三维涂层。为研究该传感器对乙醇蒸气的检测性能，设计搭建了包含密封反应腔和温度控制器的气体传感器测试系统。实验结果表明：在不同温度及不同浓度乙醇蒸气输入条件下，经ALD包覆AZO薄膜前后的氧化锌纳米棒传感器响应存在显著差异；通过分析包覆前后氧化锌纳米棒的响应时间和恢复时间，证实了传感性能的提升。传感响应性能在25℃室温下达到峰值，约提升200%，但随工作温度升高该提升效果逐渐减弱。
关键词： 氧化锌纳米棒、气体传感器、乙醇蒸汽、原子层沉积、掺铝氧化锌
更新于2025-09-09 09:28:46