金属有机化学气相沉积法制备ZnO和ZnO：Ni薄膜及其特性分析

采用金属有机化学气相沉积法制备了ZnO和ZnO∶Ni薄膜,并对它们的结构、光学和电学特性进行了对比研究.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对薄膜的表面形貌和晶体结构进行了分析,结果表明,Ni元素的掺杂虽然降低了薄膜的晶体质量,但并未改变ZnO的纤锌矿结构.通过紫外-可见分光光度计对薄膜的光学特性进行了测试与分析,结果表明,ZnO∶Ni薄膜在可见光区的平均透过率可达90%,优于ZnO薄膜在可见光区的平均透过率(85%).霍尔(Hall)测试显示ZnO∶Ni薄膜的导电类型仍为n型,但其电阻率已经明显增加,载流子浓度也远低于未掺杂ZnO薄膜的载流子浓度,说明Ni元素的掺杂对ZnO薄膜的特性产生了很大影响.

金属有机化学气相沉积的研究进展

概述了金属有机化学气相沉积技术(MOCVD)的一般原理,讨论了适用于金属有机化学气相沉积的前驱体化合物及反应器类型,介绍了金属有机化学气相沉积技术在半导体化合物材料和各种薄膜材料中的发展及应用。

金属有机化学气相沉积制备铁电薄膜材料研究进展

铁电薄膜是一类重要的功能材料,是近年来高新技术研究的前沿和热点之一。金属有机化学气相沉积(MOCVD)是制备铁电薄膜的一种重要方法。综述了金属有机化学气相沉积法制备铁电薄膜的历史、原理、工艺参数、特点和采用此方法制备出的某些材料的铁电性能。

金属有机化学气相沉积W薄膜

以W(CO)6为前驱体,采用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)在Cu基体表面进行了沉积W薄膜的研究。通过调整W(CO)6热解温度、W(CO)6气化温度及载气(高纯氢气)的流量等工艺参数,成功制备了均匀、致密的W薄膜;研究了沉积速率与上述参数之间的关系,并得出了在本试验条件下应用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)制备W薄膜的最佳工艺参数:热解温度为320～380℃,载气流量为160～200ml/min。

常压下用金属有机化学气相沉积法在HP40钢表面制备纳米氧化铝薄膜及表征

常压下用金属有机化学气相沉积法(MOCVD),以仲丁醇铝(ATSB)为前驱体、氮气为载气在HP40钢表面制备了纳米氧化铝薄膜;用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜等研究了沉积温度等参数对氧化铝薄膜沉积速率的影响,并对其形貌进行了观察。结果表明:随着沉积温度从503K升高到713K,薄膜沉积速率从0.1mg·cm^(-2)·h^(-1)增加到0.82mg·cm^(-2)·h^(-1);当沉积温度在593～653K范围内,可获得晶粒尺寸为10～15nm的纳米氧化铝薄膜;反应的表观活化能随氮气与ATSB蒸气混合气流速增加而降低,不同的混合气流速有不同的反应级数,ATSB的反应级为0.7±0.02。

金属有机化学气相沉积法制备SnO_2/MCM-41半导体传感器及其性能研究

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法制备了SnO2/MCM-41半导体传感器,考察了沉积时间和沉积温度对SnO2/MCM-41半导体传感器的SnO2沉积量、比表面积和孔径的影响;研究发现,随着SnO2沉积量的增加,孔径有规律地下降,说明SnO2较均匀地沉积在介孔分子筛MCM-41的孔道之中.SnO2/MCM-41半导体传感器对CO和H2具有较高的传感性能,其传感性能的大小与CO和H2的浓度成正比.

金属有机化学气相沉积生长Zn_(1-x)Mn_xSe薄膜的发光和磁光性质

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在GaAs衬底上生长了不同组分的Zn1-xMnxSe薄膜。X射线衍射和X射线摇摆曲线证明样品具有较好的结晶质量。在低温、强磁场下对样品的发光进行了研究,在带边附近观察到两个发光峰的相对强度随着磁场增强发生了变化。通过变温光谱探讨了这两个发光峰的来源,并被分别归因于自由激子跃迁和与Mn有关的束缚态激子跃迁。同时随着磁场的增强,ZnMnSe带隙发光红移是由于类S带和类P带电子与Mn离子的3d5电子的自旋交换作用。

金属有机化学气相沉积法在欧泊空隙中生长磷化铟的影响因素

制备磷化铟(InP)反欧泊三维光子晶体的关键是提高InP在欧泊空隙中的填充率。使用低压金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统在人工欧泊空隙中生长了InP晶体,分析了影响InP在欧泊空隙中填充的因素及确定了InP的最佳生长条件。实验和理论分析的结果较为符合。磷化铟在人工欧泊空隙中的填充率越高,二氧化硅球和空隙间的折射率差越大,人工欧泊光子晶体光学性能的变化就越显著;周期生长、低压、使用和InP失配小的衬底以及异质同构现象有助于InP在欧泊空隙中的填充。在优化的生长条件下制备了填充率较高的SiO2-InP光子晶体。研究结果为制备InP反欧泊结构积累了有益的经验。

金属有机化学气相沉积法生长AlN/Si结构界面的研究

采用金属有机化学气相沉积法在Si(111)衬底上生长了AlN外延层。高分辨透射电子显微镜显示在AlN/Si界面处存在非晶层,俄歇电子能谱测试表明Si有很强的扩散,拉曼光谱测试表明存在Si-N键,另外光电子能谱分析表明非晶层中存在Si_3N_4。研究认为MOCVD高温生长造成Si的大量扩散是非晶层存在的主要原因,同时非晶Si_3N_4层也将促使AlN层呈岛状生长。

金属有机化学气相沉积反应器技术及进展

简要介绍了金属有机化学气相沉积反应器技术的发展 ,描述了几种典型反应器的结构和过程特点 ,讨论了反应器的设计。

镍的金属有机化学气相沉积及相关因素的研究

研究了以羰基镍为沉积源 ,利用MOCVD技术沉积镍薄膜 ;讨论了沉积温度及压力对沉积速率的影响 ,以及利用SEM、XRD、DSC等分析手段来探讨沉积温度及不同沉积基体对薄膜微观形态的影响。结果表明 ,沉积温度约为 1 50℃可以得到较快的沉积速率 ,而且薄膜连续具有金属光泽 ;以铜为沉积基体所得到的薄膜其微观形态中有明显的晶粒 ,以玻璃为基体得到的薄膜却含有部分非晶态的组织 ;沉积速率随着反应室工作压力的增加而下降。

镍的金属有机化学气相沉积

介绍了用MOCVD技术沉积镍膜的应用状况,以及几种典型前驱体的沉积性能。着重介绍了羰基镍的沉积特性。结合MOCVD技术的最新进展,对镍的化学气相沉积技术作了简要的展望。

金属有机化学气相沉积薄膜制备中传热传质的数值模拟

建立水平式Ga As的金属有机化学气相沉积(metal-organic chemical vapor deposition,MOCVD)数学模型,采用求解压力耦合方程的半隐式(SIMPLE)算法对反应气体流动进行二维数值模拟,并基于边界层动量、热量与扩散传质的相关理论分析了薄膜制备过程中化学组分的输运,以及反应前驱物与气相之间的传热过程.计算所得的Ga As生长速率与实验结果吻合较好.同时,数值讨论了反应器进气流量、操作压力以及基底温度对Ga As生长速率的影响.薄膜生长的速率峰值随入口气体速度的升高而有所增大,但薄膜生长逐渐趋于不均匀性.因此,选取气流速度为0.104 m/s.薄膜生长速率随着操作压力的增大而增大,当压力为6 k Pa时,Ga As生长速率较压力为2 k Pa时提高了223%,薄膜具有较好的生长速率和均匀性.基底温度对薄膜生长速率影响显著,在1 050 K时薄膜有良好的生长速率和均匀性,Ga As生长速率比温度为950 K时提高了123%.研究结果为优化MOCVD反应条件及其反应器的结构设计提供了理论依据.

金属有机化学气相沉积反应室磁场数值分析

针对金属有机化学气相沉积(MOVCD)反应室中因感生电流的集肤效应而导致衬底温度分布不均匀,从而影响生长薄膜质量的问题,通过对电磁加热式MOCVD反应室建立数值仿真模型,分析电流强度和电流频率对磁场分布和焦耳热分布的影响,同时对不同材料组成的基座结构中的磁场分布和焦耳热分布进行研究。结果表明:磁场分布和焦耳热分布不随电流强度的改变而改变,但磁场和焦耳热的数值与电流强度成正比;磁场分布、焦耳热分布和数值随着电流频率的变化而变化,数值与电流频率成正比,且随着电流频率的增大,趋肤效应越明显;改变组成基座的材料组成可以改变基座中焦耳热分布,从而提高衬底温度分布的均匀性。

用于制备ZnO薄膜的金属有机化学气相沉积设备的研制

介绍了一种制备ZnO薄膜的金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备,制备的ZnO薄膜主要用作太阳能电池的背反射电极。该设备的极限压力可达5×10-5 Pa,膜厚均匀性偏差在5%以内,薄膜电阻率约为10-2Ω.cm。本文叙述了设备的用途,技术性能,工作过程和结构特点。并对ZnO薄膜的电阻率与参加反应的水蒸汽流量的关系进行了简单介绍。

化学气相沉积法制备二维过渡金属硫族化合物研究进展

二维过渡金属硫族化合物(TMDs)是继石墨烯之后的新型二维材料,由于其自身的独特物理化学性质在半导体、光电材料、能源储存和催化制氢等方面备受瞩目。化学气相沉积(CVD)是目前适合实现大规模制备二维材料的工艺之一,制备过程中参数的高度可控性使其具有很大优势。本文综述了近期通过CVD制备TMDs的研究进展,探讨了在CVD制备工艺中各种参数对产物生长和最终形貌的影响,包括前驱体、温度、衬底、辅助剂、压力和载气流量等。列举了一些改进的CVD制备工艺,并对其特点进行了总结。最后讨论了目前CVD制备TMDs所面临的挑战并对其发展前景进行展望。

三层热壁金属有机化学气相外延流场计算机模拟

本文对三层热壁水平流金属有机化学气相沉积(MOCVD)真空反应腔的设计以及最终流场分布都进行了理论模拟。在选择优化喷管排布基础上,在衬底托盘、衬底四周底壁,以及衬底所在区域上壁临近区域范围加热,形成局部热壁外延真空反应腔体。此外,对于真空腔体设计,顶层与底层流动速度,都进行细致研究,确保在材料生长区域的壁面,反应前驱物源气体保持在稳定且无漩涡流动状态,并使反应物主要分布在衬底位置处,有效提高反应物利用率,并避免在腔壁等处发生反应,最后进行热壁MOCVD材料生长,得到厚度分布比较均匀,x射线双晶衍射的半峰全宽(FWHM)为149.8弧度秒,表明生长出质量良好的氮化镓(GaN)薄膜单晶材料。

有机化学气相沉积的钛酸铅铁电薄膜的拉曼光谱研究

有机化学气相沉积的钛酸铅铁电薄膜的拉曼光谱研究马文辉，张明生，孙力，尹真，陈强，陈延峰，闵乃本（南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京２１００９３）ＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉＳｓｔｕｄｙｏｆＰｂＴｉＯ＿３ＴｈｉｎＦｉｌｍｓｂｙＭｅｔａｌｏｒ...

MOCVD生长ZnO薄膜的气相寄生反应路径研究

本文利用量子化学的密度泛函理论(DFT),研究了金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长ZnO薄膜过程中二乙基锌(DEZn)与叔丁醇(t-BuOH)体系的气相寄生反应机理。通过计算不同温度下反应路径的Gibbs自由能变化,从热力学角度详细分析关键中间产物(HOZnOBut、H(ZnO)_(2)But、HZnOH)的水解及二聚物(Zn_(2)O_(2)H_(4)、Zn_(2)O_(4)H_(4)、Zn_(4)O_(4)H_(4))、三聚物(Zn_(3)O_(6)H_(6))的形成,揭示不利于ZnO薄膜生长的纳米颗粒可能的形成路径和产物。研究发现在高温沉积条件下(673.15 K<T<713.15 K),DEZn热解后的中间产物H(ZnO)_(2)But容易与H_(2)O发生双分子碰撞直接生成有利于ZnO薄膜生长的(ZnOH)_(2)。但是这类中间产物同时会通过聚合消去反应形成二聚物和三聚物,这些聚合物是形成纳米颗粒的重要前体,其中由HOZnOBut聚合产生的聚合物(HOZnOBut)2连续脱去C4 H8,并最终形成Zn_(2)O_(4)H_(4)的反应最容易发生。因此,二聚物Zn_(2)O_(4)H_(4)是最有可能提供纳米颗粒的重要前体。