集成電路制造論文

1、離子注入摻雜對(duì)ZnO薄膜性能的影響TheinfluenceofionimplantationontheZnOthinfilm姓名:郝秀秀西安電子科技大學(xué)摘要氧化鋅(ZnO)是一種重要的寬禁帶(室溫下Eg337eV)直接帶隙半導(dǎo)體材料。離子注入是將具有高功能的摻雜離子引入到半導(dǎo)體中的一種工藝其目的是改變半導(dǎo)體的載流子濃度和導(dǎo)電類(lèi)型.本論文是利用離子注入技術(shù)進(jìn)行摻雜和熱退火處理ZnO薄膜改性。利用溶膠凝膠方法在石英玻璃襯底上制備了ZnO薄膜

2、，將能量56keV、劑量110“cm2的Zn離子注入到薄膜中。離子注入后，薄膜在500～900℃的氬氣中退火，利用X射線(xiàn)衍射譜、光致發(fā)光譜和光吸收譜研究了離子注入和退火對(duì)ZnO薄膜結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果顯示：衍射峰在約700℃退火后得到恢復(fù)；當(dāng)退火溫度小于600℃時(shí)，吸收邊隨著退火溫度的提高發(fā)生藍(lán)移，超過(guò)600℃時(shí)，吸收邊隨著退火溫度的提高發(fā)生紅移。關(guān)鍵詞：ZnO薄膜；離子注入；退火溫度；吸收；光致發(fā)光。ABSTRACTZincox

3、ide(ZnO)isakindofimptantwidefbiddenb(Egatroomtemperature3.37eV)directbgapsemiconductmaterials.Ionimplantationiswillhavehighfunctionintothedopingisemiconductprocess.Theaimistochangethegecarriersconcentrationsemiconductcon

4、ductivetype.ThepresentpaperisusingionimplantationtechnologythermalannealingprocessingdopedZnOthinfilmmodification.UsingsolgelmethodinquartzglasssubstratesgelpreparationZnOfilmstheenergy56keVdose1X10“cm2ofZnionimplantatio

5、ntofilm.Ionimplantationfilmin500~900℃intheargonannealingXraydiffractionspectrumthelightspectrumlightabsptionspectrumtosendtheionimplantationannealingZnOthinfilmontheinfluenceofthestructureopticalproperties.配位(配位數(shù)為4：4)，即鋅

6、離子占據(jù)層與氧離子占據(jù)層交蟄排列，而氧原予(或者鋅原子)可以看成是填塞予半數(shù)鋅原予(或者氧原子)的四面體中心，如圖11所示，從而Zn和。在位置上是等價(jià)的，zn原予的3d電子和O原子的2p電子發(fā)生雜化從燕形成共價(jià)鍵，實(shí)際上，Zn到它最近鄰的遙個(gè)O原子(組成四瑟體)之聞的距離(鍵長(zhǎng))并不相等，一般認(rèn)為，其結(jié)合主要是離子鍵結(jié)合。纖镩礦結(jié)構(gòu)可以看成是由平行于(0001)面的AB“原子偶層“構(gòu)成，即一層A原子與一層B原子緊挨著，接著又一層A原子緊

7、挨一層B原子，不斷重復(fù)排列下去，這樣有效離子電荷約為112，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)極性C軸。這樣的e軸是六重對(duì)稱(chēng)軸，也是極性軸，所以具有自發(fā)極化和熱釋電效應(yīng)【27】；二是閃鋅礦(zincblende)結(jié)構(gòu)，它的晶格能量稍高，只能在立方結(jié)構(gòu)的襯底上生長(zhǎng)才能穩(wěn)定形成；三是巖鹽(rocksalt)結(jié)構(gòu)，ZnO只能在高壓條件下形成穩(wěn)定的巖鹽結(jié)構(gòu)，是在ZnO處于大約高壓時(shí)發(fā)生固體相變形成這種結(jié)構(gòu)，其空間群為Fm3m。1.2Zn0的制備采用分析純的二水合

8、醋酸鋅作為前驅(qū)體，乙二醇甲醚和無(wú)水乙醇作為溶劑，乙醇氨作為穩(wěn)定劑。實(shí)驗(yàn)中將一定量的醋酸鋅溶解在乙二醇甲醚和無(wú)水乙醇混合溶劑中，加入與醋酸鋅等物質(zhì)的量的乙醇氨和少量的甲酰氨，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，形?35tool透明均勻的溶液。實(shí)驗(yàn)中以石英玻璃片作為襯底，采用旋轉(zhuǎn)涂覆技術(shù)進(jìn)行涂膜，先在較低轉(zhuǎn)速下向襯底滴加溶液，然后在4000r／min的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)30s，形成的濕膜在300℃下預(yù)處理15min，然后進(jìn)行第二次涂膜，反復(fù)多次(本實(shí)驗(yàn)采用12層膜)。