氧气等离子处理对MIM结构ZrAlO薄膜电容性能的影响
氧气气氛下退火处理对ITO薄膜性能的影响
ＣＡＯ Ｇｕ ｏ — ｈｕ ａ ， ＣＡＩ Ｈｏ ｎ ｇ — ｘ ｉ ｎ。 ＺＨＥＮＧ Ｂａ ｏ ． ｑ ｉ ｎ ｇ ， ＬＩ Ｍｉ ｎ ｇ ， ＫＡＮＧ Ｃｈ ａ ｏ ． ｙ ａ ｎ ｇ 。
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（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ， Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｊ ｉ ａ ｏ ｚ ｕ ｏ ４ ５ ４ ０ ０ ０ ， Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
氧气 气 氛下 退 火 处 理 对 Ｉ Ｔ Ｏ薄 膜 性 能 的影 响
曹 国华 ， 蔡 红 新 ， 张 宝 庆 ， 李 明 ， 康朝 阳
（ １ ． 河南理工大学 物理化学学院 ， 河南 焦作 ４ ５ ４ ０ ０ ０ ； ２ ． 河南理工大学 材料科学与工程学院 ， 河南 焦作 ４ ５ ４ ０ ０ ０ ）
力显著提 高 ， 相应 的有 机发 光 器件性 能得 到 明显 改善 ． Ｉ Ｔ Ｏ薄膜 光 电性 能的 变化 归 因于 Ｉ Ｔ Ｏ表
面化 学 组 分 的 改 变．
关键Βιβλιοθήκη 词： Ｉ Ｔ Ｏ； 表 面化 学组 分 ； 退 火处理 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ３ ９ ７ ８ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ － ０ ６ ７ １ ０ － ４
中图分 类号 ： ０ ４ ８ ４
Ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ａ ｎ ｎ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ０２ ａ ｔ ｍｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｅ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ
衬底温度和氧分压对ZnO：Al薄膜性能的影响研究术
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０ 引言
透 明导电氧化物半导体薄膜具有较高的可见 光透过率 （ Ｔ ＞ ８ ０ ％）和低电阻 （ ｐ ＜ １ ０ － ３ １ ２ ／ ｃ ｍ － ３ ） ，以 及比较大的禁带宽度３ ． ３ ５ ｅ Ｖ １ ，在光电显示器 、红
件 下 和 不 同 目的 的特 殊 需 求 。 当前 掺 铟 氧 化 锡
ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｚｎ Ｏ： ＡＩ Ｆ ｉ ｌ ｍ
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中图分 类号 ：０ ４ ７ ２
文献标 识码 ：Ａ
Zr合金的等离子电解氧化膜微观结构和性能的研究的开题报告
Zr合金的等离子电解氧化膜微观结构和性能的研究
的开题报告
题目：Zr合金的等离子电解氧化膜微观结构和性能的研究
研究背景和意义：
随着材料科学技术的发展和人们对高性能材料的需求不断增加，Zr 合金作为一种轻量化、强度高、耐腐蚀性好的重要材料，被广泛应用于航空、航天、核工业等领域。
但Zr合金长期以来存在一个严重的问题就是其表面易受到化学侵蚀和氧化腐蚀的影响，导致表面质量和性能的下降。
为了解决这个问题，近年来研究人员逐渐将目光投向了氧化膜的制备和改性方面。
Zr合金氧化膜的制备方法有很多种，最近的研究表明，等离子电解氧化是一种有效的方法。
等离子电解氧化过程中会产生等离子体，在其作用下，氧化膜的硬度、致密性和耐腐蚀性都有所提高。
因此，探究等离子电解氧化对Zr合金氧化膜微观结构和性能的影响具有重要意义。
研究内容和方法：
本研究选取Zr合金作为研究对象，采用等离子电解氧化方法制备氧化膜。
研究对象分别是在不同条件下制备的氧化膜，研究内容包括：利用各种材料表面形貌观测技术例如SEM，AFM，TEM等，对所制备的氧化膜进行表面形貌、微观结构、骨架结构、晶体结构等方面的分析，以及对其机械性能、耐蚀性能的测试。
在此基础上，探讨等离子电解氧化工艺对Zr合金氧化膜性能的影响机制。
研究的意义：
Zr合金作为一种重要的工程材料，其氧化腐蚀问题一直为人们所关注。
本研究将会对等离子电解氧化技术在Zr合金表面处理领域的应用进行深入的研究，揭示氧化膜制备过程中微观结构和性能之间的关系，为
进一步改善Zr合金表面质量，提升其机械性能和耐腐蚀性能提供理论指导和实验基础依据。
氧气流量对磁控溅射AZO薄膜光电性能的影响
氧气流量对磁控溅射AZO薄膜光电性能的影响丁宇;蒋百灵;田亚萍;马二云;张晓静;曹智睿;赵志明【摘要】AZO films are deposited onto the glass substrates by DC magnetron sputtering method. The influences of oxygen flow on optoelectronic properties and microstructure of AZO are studied . The results show that oxygen flux can dramatically affect the optoelectronic properties and crystalline status of AZO films. The films have excellent transmittance but poor electronic conductivity at an oxygen flux higher than 0.08 x 10 -6 mVs. While the oxygen flux is lower than 0. 04 x 10 -6 mVs, the films deposited exhibit metallic characteristic ( conductive but not transparent). Accordingly, only in a narrow range of oxygen flux AZO films with both high transmittance and low resistivity can be obtained or prepared. The film prepared at 0.06 x 10 -6 mVs oxygen flux has a low resistivity of 2. 39 x 10 -3 Ω · Cm, and a transmittance of above 90% in the visible range.%采用直流反应磁控溅射方法在载玻片基体上制备AZO薄膜,研究氧气流量对所制备AZO薄膜光电性能及微观结构的影响.结果表明,氧气流量显著影响AZO薄膜的光电性能和结晶状况,当氧气流量高于0.08×10-6 m3/s时所制备的薄膜可见光透过率高但薄膜不导电;当氧气流量低于0.04×10-6 m3/s时沉积的薄膜呈现出金属性特征,薄膜导电不透明;只有在一个较窄的氧气流量范围内才能制备出光电性能均优的AZO薄膜.当氧气流量为0.06×10-6 m3/s时沉积的AZO 薄膜具有较低的电阻率,为2.39×10-3Ω·cm,且薄膜在可见光区薄膜的平均透过率在90％以上.【期刊名称】《西安理工大学学报》【年(卷),期】2011(027)003【总页数】5页(P306-310)【关键词】AZO薄膜;直流反应磁控溅射;氧气流量;光电性能【作者】丁宇;蒋百灵;田亚萍;马二云;张晓静;曹智睿;赵志明【作者单位】西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048【正文语种】中文【中图分类】O484.1自然界中透明的物质往往不导电，如玻璃、水晶等，导电的或者说导电性好的物质又往往不透明，如金属材料、石墨等。
氧等离子体处理对ITO薄膜表面性能的影响_刘陈
第21卷 第4期2006年8月液 晶 与 显 示Chinese Jour nal of L iquid Cry stals and Display sVol .21,No .4Aug.,2006文章编号:1007-2780(2006)04-0309-05氧等离子体处理对ITO 薄膜表面性能的影响刘 陈1,朱光喜1,刘德明2(1.华中科技大学电子与信息工程系,湖北武汉 430074,E -mail :chliou @ ;2.华中科技大学光电子科学与工程学院,湖北武汉 430074)摘 要:利用原子力显微镜研究氧等离子体处理对I TO 薄膜的微观表面形貌及表面润湿性能的影响。
实验结果表明:经过氧等离子体处理,I T O 薄膜的平均粗糙度和峰-谷粗糙度减小,薄膜的平整度提高;而且表面吸附力增大近一倍,表面能增大,接触角减小,使I T O 薄膜表面的润湿性能和吸附性能得到改善。
关 键 词:IT O ;氧等离子体处理;原子力显微镜;表面形貌;润湿性中图分类号:T N 383;O 484.4 文献标识码:A 收稿日期:2006-03-15;修订日期:2006-05-22 基金项目:华中科技大学博士后科学基金(No.010*******)1 引 言ITO (铟锡氧化物)由于淀积过程中在薄膜中产生氧空位和Sn 掺杂取代而形成高度简并的n 型半导体,费米能级位于导带底之上,具有高载流子浓度(1020～1021cm 3)及低电阻率(2～4×10-4Ψ cm )[1,2];此外,I TO 的带隙较宽(E g =3.5～-4.3eV ),因而I TO 薄膜对可见光具有很高的透过率。
由于ITO 具有上述高透射率、低电阻率的特性,I TO 作为透明电极被广泛应用于有机电致发光器件(OLED )的制作[3,4]。
然而,由于ITO 属于非化学计量学化合物,薄膜的淀积条件、清洗方法及表面处理工艺都对I TO 薄膜表面的化学组成及表面性能产生深刻影响。
氧气流量对磁控溅射制备AZO薄膜特性的影响
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详 细 研 究 氧 气 流 量对 薄膜 的光 电学 性 能 的影 响 实 验 表 明 ． 射 溅 功率 的改 变对 薄膜 的特 性 有 着 显 著 的 影 响 ．且 所 有 制备 样 品 在 可见 光 区 的平 均透 过率 都 大 于 ８ ％ ．分 析 光 电学 性 质 改 变 的 机 ０
， Ｎ 和电阻率（） ｐ。 机 和 无 机 发 光管 等 多 种 光 电 子元 器 件 中【 目前 商 业 使 用 的透 明 阻和载流子迁移率（）并计算出载流子浓度（） ｌ ｎ 导 电薄 膜 材 料 基 本 上 是 掺 锡 氧 化 铟 （ Ｏ ． 是 ＩＯ材 料 存 在 价 Ｉ ）但 Ｔ Ｔ ３． 果 与讨 论 结 ３１薄 膜 的沉 积速 率 ． 格 高 以 及 钢 有 一 定 的 毒 性 等 缺 点 口 因此 ． 年 来 科 学 工 作 者 不 ： 近
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其 中 其 中 Ｒ 为 方 块 电阻 ， 为 霍 尔 电压 ， 为 霍 尔 电流 ． Ｕ Ｉ Ｂ 为垂 直 于 膜 面 的磁 场 强 度 ， 电子 电量 。 ｅ为
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性 质 产 生 重 要 的 影 响 。如 ： ｈｎ等 『 研 究 了基 片温 度 对 溅 射 沉 Ｃｅ 则 图 ３给 出 了 Ａ Ｏ 薄膜 的沉 积 速 率 （ 随 氧气 浓度 （ Ｏ ） Ｚ Ｒ） Ｆ ， 的变 积 的 Ａ Ｏ薄 膜 的影 响 发 现 ２ ０ Ｃ基 片温 度 下 制 备 的薄 膜 的 电 Ｚ ５ｏ 化 特 性 ， 由 图 可 见 ，随 着 氧 气 浓 度 从 ０ ％增 加 到 ０５ ， 则 从 ．％ Ｒ 阻 率 最小 ： Ｌ ｅ等 究 了 溅 射 功 率 从 ３ Ｗ 增 加 到 １０ 对 在 ３ ｎ ｉ 而 ｅ 研 ０ ２Ｗ ０ ｒ ｎ升 高 到 ３ ｎ ／ ｎ ｄｍ ４ ｍ ｍｉ．而 且 Ｒ 随 Ｐ的 增 加 是 非 线 性 增 加 塑料 基 片 上 沉 积 Ａ Ｏ 薄 膜 的 特性 影 响 ．发 现 薄 膜 的 电阻 率 随 着 的 。 （ 什 么 会 出 现 这 种 变 化 呢 ． 以 参 考 我 发 表 在 中 国 光 学 快 Ｚ 为 可 溅 射 功率 的增 加 而 减 小 。Ｇ ｐａ等 分 析 了 薄 膜 厚 度 、 ｕｔ 氧气 流 量 和 报 上 的 文 章 ， 真 看 懂 了 ， 知 道 原 因 。 ） 认 就 溅 射 功率 等对 制备 薄膜 的 电 阻 率 和 成 分 的变 化 情 况 ［ 由此 可 ８ ３ ３ ． 膜 的 结 构 和 形貌 ２薄 见 ，Ｚ Ａ Ｏ薄 膜 的 性 能 与 其 制 备 的 工 艺 条 件 参 数 密 切 相 关 。 因此 ． 在 本 文 中 ． 者 利 用 直 流 磁 控溅 射 方 法 制 备 Ａ Ｏ薄 膜 ． 细 研 究 作 Ｚ 详 氧气 流量 对 薄 膜 的结 构 、 貌 、 阻率 、 流子 浓 度 、 移 率 和 光 形 电 载 迁
氧等离子体处理对ITO薄膜表面性能的影响
氧等离子体处理对ITO薄膜表面性能的影响
刘陈;朱光喜;刘德明
【期刊名称】《液晶与显示》
【年(卷),期】2006(21)4
【摘要】利用原子力显微镜研究氧等离子体处理对ITO薄膜的微观表面形貌及表面润湿性能的影响.实验结果表明:经过氧等离子体处理,ITO薄膜的平均粗糙度和峰-谷粗糙度减小,薄膜的平整度提高;而且表面吸附力增大近一倍,表面能增大,接触角减小,使ITO薄膜表面的润湿性能和吸附性能得到改善.
【总页数】5页(P309-313)
【作者】刘陈;朱光喜;刘德明
【作者单位】华中科技大学,电子与信息工程系,湖北,武汉,430074;华中科技大学,电子与信息工程系,湖北,武汉,430074;华中科技大学,光电子科学与工程学院,湖北,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TN383;O484.4
【相关文献】
1.电容耦合氧等离子体处理ITO基片对OLED的影响 [J], 密保秀;陆希朗;高志强;谢国伟
2.混合等离子体处理ITO表面对OLED性能的影响 [J], 吕建凤;黄晓雪;牛连斌;陈丽佳;关云霞;王耀
3.氧等离子体处理碳纳米管对剪切增稠液增强芳纶织物防刺性能的影响 [J], 王瑞;
李聃阳;刘星;方纾;伏立松;熊维成
4.低温等离子体处理条件对低密度聚乙烯薄膜表面性能的影响 [J], 王云英;陈玉如;孟江燕;孙旭
5.氧流量对ITO和ITO∶Zr薄膜性能的影响 [J], 张波;董显平;王新建;吴建生
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氧气流量对磁控溅射AZO薄膜光电性能的影响
率， 也影响薄膜的光学透射率。从表 ２ 可见 ， 在常温 下 用直 流反 应磁 控 溅 射 制 备 Ａ Ｏ时 当氧 气 流 量 ≥ Ｚ ００ ．８×１ ｍ ／ 后 ， 得 薄 膜 透 明但 不 导 电 （ 图 ０ ｓ 所 见
Ｄｅ ｓｔｄ ｂ ａ ｎｅ ｒ ｎ Ｓ ｕｔｅ ｉ ｅ ｈ ｄ ｐｏ ｉｅ ｙ Ｍ ｇ ｔ ｏ ｐ ｔ ｒｎｇ Ｍ ｔ ｏ
Ｄ Ｎ ｕ ＪＡ Ｇ Ｂ ｉｎ ， Ｉ Ｎ Ｙ ｐｎ ， ｒｕ ，Ｚ Ｎ ｉ ｊ ｇ Ｃ Ｏ Ｚ ｉ ｉ Ｚ Ａ ｈｎｉ Ｉ Ｇ Ｙ ， Ｉ Ｎ ａ ｉｇ ＴＡ ａ ｉｇ ＭＡ Ｅ ｙ ｎ ＨＡ Ｇ Ｘ ａ ｉ ， Ａ ｈｒ ， Ｈ Ｏ Ｚ ｉｌ ｇ ｌ ｏｎ ｕ ｎ
２氩氧 比为 ０２ ：．８的样 品 照 片 ） 且 薄 膜透 光 率 ．５００ ， 高 ， 阻超 出 四点 探 针 测 量 范 围 （ 方 电阻 率 ＞１×１ ０ ｎ ・ ｍ） 但 当氧 气 流 量 为 ０ ０ ×１ ｍ ／ ｅ ； ． ４ ０ ｓ时 ， 薄
膜 导 电但不 透 明 （ 图 １氩 氧 比为 ０ ２ ： ． 的样 见 ．５０ ０ ４
１ 实验 方 法
在 室 温 下 ， 用 直 流反 应 磁 控溅 射 工 艺 在 载 玻 利 片 和 单 晶 硅 片 衬 底 上 沉 积 Ａ Ｏ 薄 膜 ， 验 在 Ｚ 实 Ｕ Ｐ５ Ｄ ４ ０型磁控 溅射 离 子 镀 设 备 上 完 成 。溅 射 靶 材
看，气 量 影向 膜 能 重 叁 对 控 氧 流 ０ 性 的 耍 数， 其 制 薄
ｌ ｎ ｅ ｆｏ ｙ ｅ ｌｗ ｎ ｏ ｔ ｅｅ ｔｏ ｉ ｒ ｐ ｒｉ ｓａ ｄ ｍｉｒ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ Ｏ ｒ ｔ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｓ ｏ ｘ ｇ ｎ ｆｏ ｏ ｐ ｏ ｌｃ ｒ ｎｃ ｐ ｏ ｅｔｅ ｎ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｆＡＺ ａ ｅ ｓｕ ｉ ｄ ． Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｕ ｈ ｅ ｕｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｘ ｇ ｎ ｆｕ ａ ｒ ｍａｉａｌ ｆｅ ｔｔ ｅ ｏ ｔ ｅｅ ｔｏ ｉ ｒ ｐ ｒｉｓ ａ ｄ ｃ ｙ ｔ ｌｉｅ ｓａｕ ｆＡＺＯ ｈ ｗ ｈ ｔｏ ｙ ｅ ｘ ｃ ｎ ｄ ａ ｔｃ ｌ ａｆ ｃ ｈ ｐ ｏ ｌｃ ｒ ｎｃ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｎ ｒ ｓａｌｎ ｔｔ ｓ ｏ ｌ ｙ ｉ ｆ ｍｓ ｌ ．Ｔｈ ｌ ａ ｅ ｅ ｃ ｌｅ ｔｔａ ｓ ｔａ ｃ ｕ ｏ ｌｃ ｒｎｉ ｏ ｄｕ ｔｖｔ ｔ ａ ｘ ｇ ｎ ｆ ｘ ｈｉｈ ｒ ｅ ｆ ｍｓ ｈ ｖ ｘ ｅ ｌｎ ｒ ｎ ｍｉ ｎ ｅ ｂ ｔｐｏ ｒ ｅｅ ｔｏ ｃ ｃ ｎ ｃｉｉｙ ａ ｎ ｏ ｙ ｅ ｕ ｇ ｅ ｉ ｔ ｌ
氧离子后处理对氧化铟锡(ITO)薄膜电学和光学性能的影响
氧离子后处理对氧化铟锡(ITO)薄膜电学和光学性能的影响郭向茹;周灵平;彭坤;朱家俊;李德意【期刊名称】《人工晶体学报》【年(卷),期】2014(43)5【摘要】采用氧离子束对电子束蒸发制备且退火后的氧化铟锡（ITO）薄膜进行轰击后处理。
经XPS检测发现氧元素在薄膜内含量增加，在深度方向上的梯度差下降。
表面Sn4＋含量增加，即掺杂离子浓度和载流子浓度提高，从而使薄膜方块电阻显著降低。
当氧离子继续轰击时，薄膜的方块电阻保持平稳；同时，透过率曲线蓝移，紫外波段（300-400nm）的平均透过率提高而可见光范围内（400～800nm）的平均透过率略有下降，这种变化缘于薄膜的禁带宽度与折射率的增加。
【总页数】6页(P1037-1042)【关键词】ITO薄膜;电子束蒸发;氧离子束;方块电阻;透过率【作者】郭向茹;周灵平;彭坤;朱家俊;李德意【作者单位】湖南大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】O484【相关文献】1.氧分压对直流磁控溅射铟锡氧化物(ITO)导电薄膜结构和性能的影响 [J], 吴茵;廖红卫;陈曙光;陈建兵2.铟离子总浓度对铟锡氧化物(ITO)粉末粒径的影响 [J], 陈林;肖素萍;刘悦;文忠和;王献忠;向芸;张西玲;宋杰光3.氧化铟锡（ITO）膜的光学及电学性能 [J], 史月艳;潘文辉4.低能氨离子/基团扩散对铟锡氧化物薄膜电学性质的影响规律 [J], 赵世平;崔云先;马艳平;丁万昱;巨东英;张鑫;刘智慧;王全;王华林;姜薇薇;刘超前;王楠;刘世民5.氧流量对铟锡氧化物薄膜光电性能的影响 [J], 李世涛;乔学亮;陈建国因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
氧气等离子处理对MIM结构ZrAlO薄膜电容性能的影响
氧气等离子处理对MIM结构ZrAlO薄膜电容性能的影响徐文彬;任高潮【摘要】Oxygen plasma treatments were used for the low temperature improvement of electrical properties of metal-insulator-metal (MIM) structure capacitors based on ZrAlO thin films.The ZrA1O films for these capacitors were deposited by magnetron sputtering,and then treated by oxygen plasma without changing the vacuum conditions.Oxygen vacancies are considered as the main factors affecting electrical properties.Different plasma treating conditions including oxygen flow rate and plasma power result in variation of oxygen vacancies.The optimized plasma conditions are determined based on the analyses of oxygen vacancies related electrical properties.The leakage current is finally reduced by more than three orders of magnitude,and nonlinear voltage coefficient finally decreases by more than 60％.%探讨了氧气等离子处理法对基于ZrA1O薄膜的MIM结构电容电学性能的低温工艺优化.ZrA1O薄膜用射频磁控溅射法制得,之后在不改变真空条件的情况下进行ZrAlO薄膜的氧气等离子处理.氧空位是影响薄膜电容性能的主要因素,通过改变氧气流量和等离子功率等处理条件可以影响氧空位的分布状态.通过分析受氧空位影响的电容电学性能,最终确定的等离子处理工艺可以使薄膜漏电流降低三个数量级以上,同时非线性电压系数减小约60％.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】4页(P60-63)【关键词】MIM电容;氧空位;ZrAlO;等离子;溅射;漏电流【作者】徐文彬;任高潮【作者单位】集美大学信息工程学院,福建厦门361021;浙江大学信息与电子工程系,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TN604近十年来，高k介质薄膜在各类电介质应用领域的研究已取得了长足进步[1-5]，高k薄膜的各方面性能也在不断突破。
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条件不变的情况下，进一步利用等离子处理工艺对 薄膜进行沉积后优化，重点论述等离子功率和氧气 流量等典型参数对 ZrAlO 基薄膜电容电学性能的影 响。
1 实验
ZrAlO 薄膜在有金属 Pt 覆盖的硅衬底上通过射 频磁控溅射法制备得到，所用靶材为 ZrO2/Al2O3 摩 尔比为 1:1 的陶瓷靶。溅射时本底真空度优于 10–3
文章编号:1001-2028（2017）04-0060-04
Influence of oxygen plasma treatments on electrical properties of metalinsulator-metal (MIM) structure capacitors based on ZrAlO thin films
XU Wenbin1, REN Gaochao2
(1. College of Information Engineering, Jimei University, Xiamen 361021, Fujian Province, China; 2. Department of Information Science & Electronics Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)
影响的电容电学性能，最终确定的等离子处理工艺可以使薄膜漏电流降低三个数量级以上，同时非线性电压系数
减小约 60%。
关键词: MIM 电容；氧空位；ZrAlO；等离子；溅射；漏电流
doi: 10.14106/ki.1001-2028.2017.04.012
中图分类号: TN604
文献标识码:A
网络出版时间：2017-04-11 10:49
网络出版地址： /kcms/detail/51.1241.TN.20170411.1049.012.html
第 36 卷 第 4 期
徐文彬等：氧气等离子处理对 MIM 结构 ZrAlO 薄膜电容性能的影响
61
Pa，并设置衬底偏压为–40 V，靶基距为 100 mm， 溅射功率保持 800 W，溅射过程中在腔体内加入 3.0 mL/min 氩气流和 2.0 mL/min 氧气流的气体组合，所 有的 ZrAlO 薄膜溅射时间均为 90 min。
摘要: 探讨了氧气等离子处理法对基于 ZrAlO 薄膜的 MIM 结构电容电学性能的低温工艺优化。ZrAlO 薄膜用
射频磁控溅射法制得，之后在不改变真空条件的情况下进行 ZrAlO 薄膜的氧气等离子处理。氧空位是影响薄膜电
容性能的主要因素，通过改变氧气流量和等离子功率等处理条件可以影响氧空位的分布状态。通过分析受氧空位
Key words: MIM capacitor; oxygen vacancies; ZrAlO; plasma; sputtering; leakage current
近十年来，高 k 介质薄膜在各类电介质应用领域 的研究已取得了长足进步[1-5]，高 k 薄膜的各方面性 能也在不断突破。对高 k 薄膜的工艺研究也逐步从沉 积时优化向兼具沉积后处理的工艺方向拓展。在已见 报道的高 k 薄膜沉积后处理工艺中，除了传统的热处 理方式，等离子处理、紫外优化处理等具有低温特征 的工艺正得到越来越广泛的重视[6-12]。
收稿日期：2016-12-22 通讯作者：徐文彬
基金项目：福建省自然科学基金资助项目（No. 2010J05136）；福建省教育厅基金资助项目（No. JA11158）
作者简介：徐文彬（1980－），男，福建三明人，讲师，现主要从事薄膜电子技术领域的教学及科研，E-mail: zuyinxwb@ 。
Abstract: Oxygen plasma treatments were used for the low temperature improvement of electrical properties of metal-insulator-metal (MIM) structure capacitors based on ZrAlO thin films. The ZrAlO films for these capacitors were deposited by magnetron sputtering, and then treated by oxygen plasma without changing the vacuum conditions. Oxygen vacancies are considered as the main factors affecting electrical properties. Different plasma treating conditions including oxygen flow rate and plasma power result in variation of oxygen vacancies. The optimized plasma conditions are determined based on the analyses of oxygen vacancies related electrical properties. The leakage current is finally reduced by more than three orders of magnitude, and nonlinear voltage coefficient finally decreases by more than 60%.
第 36 卷 第 4 期 2017 年 料 ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS
Vol.36 No.4 Apr. 2017
氧气等离子处理对 MIM 结构 ZrAlO 薄膜电容性能的影响
徐文彬 1，任高潮 2
（1. 集美大学 信息工程学院，福建 厦门 361021；2. 浙江大学 信息与电子工程系，浙江 杭州 310027）