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纳米晶体的制备氧化铝薄膜:审查

*通信:

何鸿燊SM,信息技术学院,数学和科学,英迪国际大学,Putra汝,Negeri Sembilan,马来西亚,电话:+ 6067982000;电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

如今,二元化合物,如氧化铝薄膜是众所周知的应用程序在一个广泛的微电子设备和光电。这项工作表明,可以准备使用各种沉积氧化铝薄膜的方法包括化学沉积法和物理沉积技术。表征薄膜是一个宽泛的科学。这里描述的电影是用x射线衍射、扫描电子显微镜、x射线光电子能谱、傅里叶变换红外吸收和紫外可见分光光度计。

关键字

薄膜;氧化铝;半导体;太阳能电池

介绍

最近,已经有越来越多准备各种类型的金属硫族化物薄膜(1- - - - - -30.和金属氧化物薄膜31日- - - - - -45通过使用不同的沉积方法)。氧化铝薄膜被广泛研究由于其应用前景在光电设备,微电子设备、防水涂料、防护涂料、介电和传感层。这些材料有许多属性包括化学惰性,玻璃衬底附着力好,透明度在波长范围宽,机械强度,高导热系数、高介电常数。

有几种不同的沉积技术物理沉积法或化学沉积技术已经申请了氧化铝薄膜的制备反应磁控溅射等方法,热蒸发法、脉冲激光沉积、等离子体增强化学气相沉积法、溶胶凝胶技术,原子层外延和化学气相沉积。在这里,为了准备进行了批判性分析氧化铝薄膜。然后获得电影特征使用x射线光电子能谱、扫描电子显微镜、x射线衍射和傅里叶变换红外。

文献调查

赵et al。46]报道的合成氧化铝薄膜通过飞机过滤阴极真空电弧系统。他们发现,氧化铝膜能沉积高沉积速率(1.5海里/ s 0.5 nm / s)对石英和Si(100)在室温下基板在不同氧气压力(0.01 Pa 0.0373 Pa)。结果表明,成熟的电影都是无形的低压力(低于0.5 GPa)和良好的一致性可以看到。他们的结论是,这部电影属性显示光涂料行业的应用前景。另一方面,退火工艺对氧化铝薄膜的性质讨论了赵和泰47]。值得注意的是,电影的表面保持光滑到600°C。实验结果表明,结晶诱导的电影当加热在900°C。同时,他们声称折射率增加而提高退火温度从200°C到900°C。

溶胶凝胶技术已被用于制备氧化铝薄膜由Nursen et al。48]。描述的实验中,乙酰丙酮铝sec-butoxide和酒精溶液(乙醇、异丙醇、正丁醇)用作螯合剂,原材料,和溶剂。获得的数据表明,最稳定的使用正丁醇合成如果相对于其他溶剂。另一方面,高度透明、均匀和非晶态氧化铝薄膜退火后观察到在硅衬底的电影在500°C。x射线光电子光谱学(XPS)和傅里叶变换红外吸收(红外光谱)光谱学测试验证氢氧化沉积电影是免费的。

原子层外延沉积和化学气相沉积制备铝氧化膜作为提出Hiltunen et al。49]。原子层沉积技术有很多好处低缺陷密度可以实现,可以产生销孔免费电影和所需的指定的厚度。同时,化学气相沉积方法有许多优点,如可以存款电影很难蒸发,高增长率和可以外延生长薄膜。在他们的研究中,三氯化铝、水、氧气和脂肪醇分别用作铝和氧源。最后,电常数和环境稳定性分析表明,获得的电影适合应用,如绝缘和保护层。在其他情况下,Pradeep et al。50)合成氧化铝薄膜厚度为400、300和200纳米硅和钠钙玻璃基板使用原子层沉积。光学行为研究在400到1800纳米波长范围。获得输出反映了电影,生长在玻璃衬底有较高的折射率和薄膜沉积在硅。

等离子体增强化学蒸气沉积方法已被用于制备氧化铝薄膜所显示温家宝和Suhr [51]。选择这种方法是因为它具有许多优点,如低操作温度,降低开裂的几率沉积覆盖层和良好的一步。在他们的实验中,氧化铝膜沉积在各种基板包括玻璃、石英、钢铁、硅、铝和镍使用乙酰丙酮酸盐作为前体。有趣的是,存款是很难(2370港元),表明基质良好的依从性。

氧化铝薄膜是由使用脉冲激光沉积方法描述实习等。52]。这种沉积方法有几个优点,如成本效益,快速、通用的方法。他们指出,电影获得非晶态,稍微缺乏氧气。同时,这些电影表明表面光滑与分散溅粒子直径从0.2到0.5微米。在他们的研究中,电影的热发光性质研究。他们的结论是,热发光曲线表明两座山峰在110°C和176°C。此外,一个线性吸收剂量和剂量的热释光的响应之间的关系由150 Gy - 100 Gy检测。在另一起案件中,₂O₃电影800纳米的厚度是由离子等。53利用脉冲激光沉积方法。扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析表明,颗粒直径约50 nm。能源色散x射线光谱学(EDX)调查指出,化学计量从目标转移到电影。氧和铝的原子百分比是63.25%和36.75%,分别。

电喷涂方法被应用为手段的沉积₂O₃电影在一个金属衬底。Jaworek et al。54]描述了电喷射系统包含不锈钢毛细管喷嘴和一个加热表的直径120毫米。SEM显微图反映了粒子的粒子产生致密层没有明显的团聚体。他们进一步解释说,更大的谷物(估计约μm 2μm)是由于凝固的较小的产生影响。

氧化铝薄膜准备用热蒸发方法在铝衬底在露天环境中据汗et al。55]。由扫描电镜研究了表面形态。圆形颗粒的形成(1μm 2.5μm)和不规则的粒子被发现1和2小时。然而,显示的表面形态不规则斑块的形成分布均匀的5个小时。他们的结论是,微观结构的形成主要取决于治疗时间(1到5个小时)。另一方面,各种飞机的XRD数据显示,结晶度随治疗时间增加。此外,XRD显示模式的形成₂O₃Al (OH)₃,艾尔。₂O₃。H₂O阶段。

Solvothermal方法用来制备氧化铝薄膜所显示段et al。56]。这种方法允许精确控制大小,形状分布和结晶度的电影。SEM分析表明,获得的电影是密度和颗粒状的表面形态。电影的厚度估计是150 nm - 300 nm。
化学液相沉积采用第一次准备₂O₃电影如杰和太阳所述57]。他们观察到的增长率是12海里/小时沉积在15°C使用0.0837米₂(SO4)₃和NaHCO 0.214米₃。他们还发现,不仅增长退火后致密和净化的电影,但导致电影结晶。

铝的制备₂O₃薄膜使用电沉积方法提出了Farzana et al。58]。电影在5°C,镀层在3 V沉积时间从30到120分钟。从50纳米到250纳米厚度的增加随着沉积时间的增加从30到120分钟。他们声称,这些材料可以作为屏障涂料由于表面粗糙度是在5.9到15.4 nm的范围。最后,他们认为,从4.38 eV带隙减少到4 eV和沉积时间的增加。

x射线衍射(XRD)进行了分析,以了解更多关于这部电影的结构。熔体温度对镀层的性质的影响₂O₃电影研究和报道伊姆兰等。59]。XRD结果证实了氧化铝的形成在5°C的熔体温度到室温。同时,XRD分析表明,微晶尺寸降低熔体温度增加。

反应磁控溅射方法制备氧化铝薄膜苏打玻璃衬底上所描述的Koushki et al。60]。XRD概要文件表明,立方氧化铝的形成阶段。SEM分析表明,25 nm的平均晶粒尺寸检测。另一方面,介绍了氧气流的影响在光学性质的电影进行了研究。光学光谱强调最高传输值属于最高的介绍了氧气。研究人员声称沉积过程是由目标控制电压。例如,获得的最大沉积速率是215海里/分钟,77%的金属铝率据朱丽叶et al。与此同时,Kari et al。61年)观察到的最大沉积速率是150海里/分钟从金属的价值最低。在其他情况下,退火温度对氧化铝的性质的影响电影被Lim调查等。62年]。他们的结论是,发现微晶的大小增加,而微观应变和位错密度降低提高退火温度。他们解释说,由于减少晶格应变。

结论

氧化铝薄膜已经准备通过使用不同的沉积方法。获得薄膜的性质是影响不同退火温度等实验条件,目标电压、氧气流量和沉积时间。

确认

英迪国际大学是感激地承认金融支持这项工作。

引用

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