原子层沉积

摘要： 本工作以单晶硅为衬底、四(二甲氨基)锡和水为前驱体,研究原子层沉积技术制备氧化锡薄膜的工艺及其光学和电学性能,并将其应用于钙钛矿太阳能电池。通过调节基底温度,详细研究了沉积温度对SnO_(2)薄膜的沉积速率、电学、光学等特性的影响,采用钙钛矿太阳能电池器件辅助验证SnO_(2)薄膜的性能。研究发现,随着基底温度的升高,沉积速率逐渐下降,原子层沉积的温度窗口在120~250°C;折射率随着温度的升高逐渐增大,带隙随温度升高而减小;沉积温度越高,表面氧空位缺陷浓度越大。SnO_(2)薄膜的工艺温度对钙钛矿太阳能电池性能有较大影响,采用160°C沉积的SnO_(2)薄膜作钙钛矿太阳能电池的电子传输层,可获得最优的电池性能,反扫最高效率为18.68%,此时器件的截止电压为1.077 V,短路电流密度为23.67 mA/cm^(2),填充因子为73.3%,且器件具有较小的迟滞效应。

摘要： 我是一名来自高校的科技工作者,是改革开放的同龄人,在成长过程中,有幸受到中国乃至全球最好的教育。我在美国斯坦福大学博士毕业后曾到世界高新技术创新最活跃的硅谷工作过。梁园虽好,非久恋之家。在我内心深处,家乡才是我魂牵梦萦的心之所系。2012年,我作为湖北省“高端人才引领培养计划”高层次人才,举家归国,回到武汉。十年来,我带领团队,在微纳制造、原子层沉积方法、工艺与装备领域取得前沿科技成果。

摘要： 采用原子层沉积技术制备Al_(2)O_(3)薄膜作为InSb材料介电层,制备了MIS器件,研究了金属化后不同退火温度对界面特性的影响。利用C-V测试表征了MIS(metal-insulator-semiconductor)器件的界面特性,结果表明Al_(2)O_(3)介电层引入了表面固定正电荷,200°C和300°C退火处理可有效减小慢界面态密度,利用Terman法得到了禁带界面态密度分布,表明200°C退火可使禁带中央和导带附近的界面态密度显著减小。同时文章对C-V曲线滞回的原因进行了分析,认为Al_(2)O_(3)介电层中离界面较近的负体陷阱电荷是主要影响因素。实验证明了200°C~300°C的退火处理可有效改善InSb/Al_(2)O_(3)界面质量。

摘要： 薄膜封装是有机电致发光器件柔性化亟需解决的关键技术难题。用NEA121树脂与Al_(2)O_(3)作为薄膜封装的有机膜与无机膜封装,封装薄膜的水氧阻隔性能通过钙膜测试。实验结果表明,3层堆叠Al_(2)O_(3)/NEA121封装后的水汽透过率(Water Vapor Transmission Rate,WVTR)达到2.1×10^(-4) g/(m^(2)·d),封装薄膜的失效原因是水汽通过封装薄膜缺陷点渗透,不断腐蚀钙膜导致封装失效,而采用无机/有机堆叠封装的方法使薄膜的封装效果得到了改善。

摘要： 二硫化钼(MoS_(2))是一种典型的过渡金属硫属化合物,其二维结构表现出优异的光学性能、热电性能及光电性能,在光电器件领域具有广阔的应用前景.MoS_(2)薄膜的带隙可通过原子层数进行调控,随层数减少其带隙呈逐渐增大趋势,当层数减至一层,将由间接带隙转为直接带隙.因此,制备层数可控的MoS_(2)薄膜是其应用的基础.原子层沉积(ALD)是可控制备MoS_(2)薄膜的重要方法之一,可实现在较低温度下制备均匀的薄膜,而前驱体种类、反应温度、衬底预处理和退火工艺参数等对薄膜质量均有影响.在总结二硫化钼结构及特性的基础上,综述了ALD法制备少层二硫化钼薄膜的进展,并着重探讨了影响薄膜质量的关键因素,最后对其未来发展趋势进行了展望.

摘要： 湿气阻隔涂层是指对水分渗透有一定阻隔性的涂层,可以便捷而有效地阻隔绝大部分湿气的进入,广泛用于对水汽敏感的物品和装置的包装中。无机纳米涂层由于其致密的结构而具有较好的湿气阻隔性能,但在制备和使用过程中不可避免地会产生缺陷使水分子能够自由通过,从而不具备长效阻隔的效果。聚合物涂层对气体小分子的阻隔性能较差,但具有较好的韧性且便于成型,与无机涂层复合,能够弥补无机涂层的缺陷,大幅提高涂层的湿气阻隔性能以及使用寿命,从而达到“1+1>2”的效果。通过采用不同的材料复合方式和优化工艺方法,研究者们在制备湿气阻隔性能优异的涂层方面取得了诸多成果。本文归纳了湿气阻隔涂层的阻隔机理,总结了不同类型湿气阻隔涂层材料制备方法的最新研究进展,分析了湿气阻隔涂层所面临的问题并展望了其发展前景。

摘要： 采用In_(0.74)Al_(0.26)As/In_(0.74)Ga_(0.26)As/In_(x)Al_(1-x)As异质结构多层半导体作为半导体层,制备了金属-绝缘体-半导体(MIS)电容器。其中,SiN_(x)和SiN_(x)/Al_(2)O_(3)分别作为MIS电容器的绝缘层。高分辨率透射电子显微镜和X射线光电子能谱的测试结果表明,与通过电感耦合等离子体化学气相沉积生长的SiN_(x)相比,通过原子层沉积生长的Al_(2)O_(3)可以有效地抑制Al_(2)O_(3)和In_(0.74)Al_(0.26)As界面的In2O3的含量。根据MIS电容器的电容-电压测量结果,计算得到SiN_(x)/Al_(2)O_(3)/In_(0.74)Al_(0.26)As的快界面态密度比SiN_(x)/In_(0.74)Al_(0.26)As的快界面态密度低一个数量级。因此,采用原子层沉积生长的Al_(2)O_(3)作为钝化膜可以有效地降低Al_(2)O_(3)和In_(0.74)Al_(0.26)As之间的快界面态密度,从而降低In_(0.74)Ga_(0.26)As探测器的暗电流。

摘要： 有机电致发光器件(Organic light emitting diode,OLED)具有轻薄、便于携带、自发光、能耗低、亮度更大、柔性显示等特点,可以增加显示产品的附加值,因此被科学和产业界广泛关注。然而,OLED器件中的有机材料对空气中的水汽和氧气十分敏感,若器件在无封装保护的情况下长期在空气中存放,将会严重影响OLED的工作性能和寿命。除了选择合适的传输层材料、表面层结构和利用界面工程提高材料水氧耐受能力之外,对器件进行可靠的封装是隔绝空气中水汽和氧气侵蚀的一种有效手段。原子层沉积(Atomic layer deposition,ALD)是一种已经在实验室验证的有效薄膜沉积封装技术,由于ALD的自限制反应特性,可以在低温下沉积出厚度精确可控且均匀致密的薄膜,利用ALD沉积的薄膜往往拥有良好的机械柔性、超高的阻隔性能和光学透过率。本文将回顾原子层沉积技术的原理,分析ALD制备薄膜的水汽透过率,比较ALD在单层、有机-无机叠层薄膜封装制备上的技术优势。

摘要： 金属电极与卤素之间的扩散反应是造成钙钛矿太阳电池(PSC)衰退的重要因素,而利用原子层沉积(ALD)技术在金属电极和钙钛矿活性层之间沉积致密且电学性能良好的缓冲层,是解决上述问题的优选方案之一.本文主要研究了利用ALD技术在金属有机卤化物钙钛矿材料上沉积SnO_(2)和TiO_(2)薄膜的工艺兼容性问题.通过X线衍射和紫外-可见吸收光谱等技术,表征了分别作为钛源和锡源的四(二甲氨基)钛(TDMATi)和四(二甲氨基)锡(TDMASn)脉冲以及不同温度下水脉冲对钙钛矿薄膜结构的影响,分析了不同前驱体源的脉冲及吹扫时间对薄膜沉积模式的影响,获得了与钙钛矿材料相兼容的SnO_(2)和TiO_(2)薄膜的优化ALD工艺.将优化后的SnO_(2)和TiO_(2)薄膜ALD工艺应用于倒置PSC制备,对电池的J-V曲线和大气环境下的稳定性测试结果表明,基于ALD技术沉积的SnO_(2)和TiO_(2)缓冲层的引入,使得PSC的稳定性明显改善,而且其功率转换效率也有所提高.

摘要： 为了研究提高原子层沉积加热系统温度均匀性的有效解决方案,采用ANSYS仿真软件建立原子层沉积反应室模型。利用控制变量法,以提高衬底的温度均匀性为目标,观察气体入口流量、电阻片与加热盘的距离和加热温度对反应室热场的影响。随着气体流量的增加,底部流动边界层趋于稳定,加热盘的温度场分布更加均匀;随着加热盘与电阻片之间距离的增大,从电阻片到达石墨盘下表面的热量减少,石墨盘表面最高温度和温差都随之减小,温度均匀性得到提高;随着加热温度的升高,加热盘表面温度增高,因此,可以通过分区加热来提高加热盘表面温度均匀性。

摘要： 当前,柔性OLED显示器的薄膜封装(TFE)结构为"无机层/有机层/无机层"的三明治叠层.为了获得较低的水气透过率(WVTR),一般无机层会做得较厚.采用低温化学气相沉积(LT-CVD)技术,生产线内SiNx成膜厚度通常控制在0.7～1.0μm的范围.但是,SiNx不仅易碎,而且台阶覆盖能力较弱,不适于制造稳定的柔性器件.本文采用低温原子层沉积(LT-ALD)技术制造的Al2O3膜层具有低的WVTR、高的光学透过率以及优异的台阶覆盖特性.同时,在60°C/90％、500小时条件下,对比了带有SiNx和带有Al2O3封装膜层的5.49英寸柔性OLED面板,发现后者表现出更高的可靠性能.

摘要： 薄膜封装是柔性有机电致发光显示器(Organic Light Emitting Display,OLED)阻隔水氧,保护有机材料和活性电极的最有效方法.本文重点研究使用原子层沉积(Atomic layer deposition,ALD)技术制备SiO2薄膜材料,通过对SiO2成膜参数,如功率,压力,气流量等因素的分析,探究薄膜生长过程以及应力的产生机制.并探究ALD-SiO2薄膜优异的三维保型性和对Particle的包覆能力以提高柔性AMOLED的封装稳定性.此实验中获得高致密性的ALD-SiO2薄膜,其水汽透过率可达5*10-4g/m2d.

摘要： 随着微电子技术的快速发展,集成电路的集成度不断提高,器件尺寸不断减小.传统的SiO2栅氧化层介质在尺寸减小的情况下,出现了漏电流逐渐增大和可靠性下降等严重问题.因此,人们深入研究了高介电常数材料,使得器件在保持或增大栅极电容的同时能够减小由于隧穿引起的漏电流.本文采用远程等离子体辅助原子层沉积(RP-ALD)的方法在硅衬底上制备了15nm左右的Hf02薄膜，并在不同温度的氮气中退火10分钟。原子力显微镜(AFM)、掠射入X射线衍射分析(GIXRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和椭偏仪(SE)测试分析了退火前后样品的表面形貌、晶体结构、化学组分与光学性质。实验结果表明，Hf02薄膜特性与退火温度有着密切的关系。随着退火温度的增加，样品表面的均方根粗糙度逐渐增加，样品由非晶结构逐渐转向多晶结构，Hf02薄膜的折射率随着退火温度的增加，先增大后减小，在600°C退火时具有最大的折射率。

摘要： 目前,研究人员对A12O3薄膜的光伏应用研究主要集中在硅基太阳能电池的背钝化上.然而,对于A12O3作为硅基太阳能电池正面钝化膜的研究却很少.主要原因是A12O3材料的折射率较低(～1.63@550),难以在硅基太阳能电池正面形成有效的减反射作用.为了克服这一问题,提出了基于原子层沉积(ALD)技术的一步法制备AlON薄膜新工艺.该工艺通过等离子增强型ALD设备(PEALD),可将反应温度降低至185°C.有别于传统ALD生长时两种前驱体交替通入的生长模式,本工作通过将两种气体前驱体(NH3、O2)同时通入反应腔,以实现N与O的同时掺杂.由图1可见,通过控制薄膜制备过程中的NH3与O2比例,所制得AION薄膜的折射率可以在1.63至2.1(@550nm)范围内连续可调,这为减反射膜系设计带来了极大便利.由图2所示,相于A1N与A12O3,经过折射率与膜厚优化后的AION膜可使硅表面的反射率在550nm处进一步降低5-8％.

摘要： 目前显示屏背板均采用化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)作为主要的成膜工艺.本文介绍了原子层沉积技术(ALD)及其在柔性显示中的应用前景,包括水氧阻隔层、绝缘层等.并对比了ALD与CVD沉积薄膜的特性差异.结果显示ALD Al2O3在性能上优于CVD SiOx薄膜.

摘要： 事实上,由于Al2O3突出的表面钝化效果,很多高转换率的硅电池都采用了Al2O3钝化层.原子层沉积(ALD , Atomic LayerDeposition)是一种新兴的半导体薄膜制备技术。H2O-ALD工艺沉积的Al2O3薄膜每循环生长速率更快;O3-Al2O3薄膜中C含量更高和H含量略低;O3基和H2O基Al2O3薄膜分别经过420 °C和400 °C的中等温度退火处理后，化学钝化效果和场效应钝化效果都有了显著提升;而在高温烧结后，O3-Al2O3薄膜显示出了更佳的热稳定性。

摘要： Er3+离子掺杂的氧化物由于在红外1530nm的光纤通讯波段具有广泛的应用前景而备受关注.Y2O3在红外波段的折射率高至1.9,光波导损耗低至1-1.5dB/cm,可用来制作硅基波导光放大器.本文采用原子层沉积(ALD)技术生长掺Er的Y203纳米层状复合薄膜(Y203:Er)，研究了高温退火处理对薄膜物相的影响，制备基于硅基MOS结构的电致发光器件(MOSLED)并获得了Er3+离子红外发光。

摘要： 对于量子点发光二极管(QLEDs)而言,利用界面层对其进行性能优化已经成为提升器件效率的最主要的方式之一.1,2,3选择合适的界面层可以有效地调控载流子的注入以使电子和空穴的注入尽量平衡,也可以降低由于载流子浓度过高而引起的发光淬灭,还能有效降低漏电流.利用原子层沉积(ALD)的方法在传输空穴的Ni0层与发近红外光的硅量子点(SiQDs)层之间插入不同厚度的A1203界面层。研究发现，当插入的A1203界面层厚度为5.7nm时，基于玻璃衬底的器件的光功率密度和外量子效率得到了明显的提升，分别达到了14μW/cm2和～0.1%（如图1），在把玻璃衬底换成柔性衬底后，有A1203界面层的SiQDs近红外发光二极管可以在被弯折情况下工作。

摘要： 稀土Er3+离子掺杂的硅基Al2O3氧化物具有良好的热稳定性并且在红外1530光纤通讯波段具有优异的光增益性质,因此在硅基光电子器件领域具有重要的应用价值.但是由于Er3+离子在Al2O3中掺杂固溶度较低(约1018/cm3限制了器件发光效率和强度的进一步提升).为了提高Er3+离子的浓度掺杂,本文采用原子层沉积技术制备Al2O3(Y2O3-Er2O3-Y2O3)纳米层状复合结构,制备了高效率的硅基MOS结构电致发光器件,并研究了其电致发光性质.

摘要： ALD已成为高效电池生产的主流技术,在综合成本上具有重要优势,可以延续到后PERC时代，微导ALD装备实现了高效电池生产的技术领先。

摘要： 在ALD装置(1)的腔室(2)中，位于面对成膜表面(10a)的位置处的喷头(4)设置有在沿着成膜表面的两个方向(也称为“两个成膜表面方向”)上以预定间隔交替布置以便面对成膜表面(10a)的原料气体喷射口(41)和OH*形成气体喷射口(42)。OH*形成气体喷射口(42)中的每个设置有通过其喷射臭氧气体的第一喷射口(42a)和通过其喷射不饱和烃气体的第二喷射口(42b)。通过从原料气体喷射口(41)中的每个喷射原料气体以及从OH*形成气体喷射口(42)中的每个的第一喷射口和第二喷射口(42a、42b)分别喷射臭氧气体和不饱和烃气体，同时使成膜物体(10)沿着成膜表面(10a)在两个成膜表面方向上移动，在成膜表面(10a)上形成氧化膜(11)。

摘要： 在ALD装置(1)的腔室(2)中，位于面对成膜表面(10a)的位置处的喷头(4)设置有在沿着成膜表面的两个方向(也称为“两个成膜表面方向”)上以预定间隔交替布置以便面对成膜表面(10a)的原料气体喷射口(41)和OH*形成气体喷射口(42)。OH*形成气体喷射口(42)中的每个设置有通过其喷射臭氧气体的第一喷射口(42a)和通过其喷射不饱和烃气体的第二喷射口(42b)。通过从原料气体喷射口(41)中的每个喷射原料气体以及从OH*形成气体喷射口(42)中的每个的第一喷射口和第二喷射口(42a、42b)分别喷射臭氧气体和不饱和烃气体，同时使成膜物体(10)沿着成膜表面(10a)在两个成膜表面方向上移动，在成膜表面(10a)上形成氧化膜(11)。

摘要： 本发明涉及一种气体喷注装置、原子层沉积装置以及使用该装置的原子层沉积方法。所述气体喷注装置被配置成单管形状。气体通过所述气体喷注装置的中心部分被供应到衬底上。同时，通过在沿着供气管的外表面的特定部分中所形成的进气孔所供应的气体被吸入。因此，当所述气体喷注装置被设置在靠近所述衬底处时，气体的供应和吸入可以同时进行。此处，由于沉积工艺是在常压下进行，所以不需要提供额外的装置及设置额外的时间来建立真空。并且，因为能够实施连续的工艺，所以工艺前步骤或工艺后步骤可以同时一起进行。此外，可以提供多个来源气喷注装置来形成多组分化合物。在这种情况下，可以针对每一种来源气分解温度来单独地调整热源的种类和所供应的热量。

摘要： 本发明提供一种进气装置及原子层沉积设备，其包括：用于向第一进气结构输送第一补偿气体的第一补偿进气结构，以能够使经由第一进气结构进入反应腔室的气体流量值等于经由第二进气结构进入反应腔室的气体流量值；以及用于向反应腔室内输送第二补偿气体的第二补偿进气结构，以能够在第一进气结构和第二进气结构停止向反应腔室输送第一前驱体和第二前驱体时，使进入反应腔室的气体流量值等于经由第一进气结构或第二进气结构进入反应腔室的气体流量值。本发明提出的进气装置及原子层沉积设备能够使前驱体和补偿气体充分混合，且不会造成反应腔室内部压力波动，以使反应腔室中的用于制备膜层的工艺气体具有良好的均匀性，从而使膜层具有良好的均匀性。

摘要： 本发明涉及一种气体喷注装置、原子层沉积装置以及使用该装置的原子层沉积方法。所述气体喷注装置被配置成单管形状。气体通过所述气体喷注装置的中心部分被供应到衬底上。同时，通过在沿着供气管的外表面的特定部分中所形成的进气孔所供应的气体被吸入。因此，当所述气体喷注装置被设置在靠近所述衬底处时，气体的供应和吸入可以同时进行。此处，由于沉积工艺是在常压下进行，所以不需要提供额外的装置及设置额外的时间来建立真空。并且，因为能够实施连续的工艺，所以工艺前步骤或工艺后步骤可以同时一起进行。此外，可以提供多个来源气喷注装置来形成多组分化合物。在这种情况下，可以针对每一种来源气分解温度来单独地调整热源的种类和所供应的热量。

摘要： 本申请属于半导体制造技术领域，具体涉及一种原子层沉积装置及原子层沉积方法。本申请的原子层沉积装置包括反应室、晶片承载器和多个喷嘴，晶片承载器设于反应室的内部，用于在同一平面内承载多个晶片，多个喷嘴设于晶片承载器的上方的反应室的侧壁或顶壁，用于向反应室内通入第一前驱体、第二前驱体和净化气体。根据本申请的原子层沉积装置，能够同时在多个晶片表面形成原子层，提高晶片生产效率，同时保证原子层的沉积厚度和范围的均匀性，提高晶片质量。

摘要： 本发明涉及一种原子层沉积设备及原子层沉积喷淋装置。一种原子层沉积喷淋装置，包括若干个第一导气柱阵列，每个第一导气柱阵列包括若干个第一导气柱；若干个第二导气柱阵列，每个第二导气柱阵列包括若干个第二导气柱；第一导气柱阵列和第二导气柱阵列间隔交替排布；冷却组件，包括若干个第一冷却带和若干个第二冷却带；第一冷却带与第一导气柱阵列一一热接触对应；第二冷却带与第二导气柱阵列一一热接触对应；以及隔热组件，包括若干个隔热带；相邻的第一导气柱阵列和第二导气柱阵列之间均设有隔热带。上述原子层沉积喷淋装置，既能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生热分解，又能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生冷凝。

摘要： 本发明涉及一种原子层沉积设备及原子层沉积薄膜的制备方法。本发明提供的原子层沉积设备包括：反应室，其具有反应腔，所述反应腔中设置有第一基片承载台和电极板，所述第一基片承载台用于承载基片，所述电极板位于所述第一基片承载台的上方；电源系统，其第一电极与所述第一基片承载台电连接，第二电极与所述电极板电连接，所述电源系统用于在所述第一基片承载台和所述电极板之间形成电场，以诱导用于在所述基片上沉积出的薄膜的生长取向。

摘要： 本发明提供一种进气装置及原子层沉积设备，其包括：用于向第一进气结构输送第一补偿气体的第一补偿进气结构，以能够使经由第一进气结构进入反应腔室的气体流量值等于经由第二进气结构进入反应腔室的气体流量值；以及用于向反应腔室内输送第二补偿气体的第二补偿进气结构，以能够在第一进气结构和第二进气结构停止向反应腔室输送第一前驱体和第二前驱体时，使进入反应腔室的气体流量值等于经由第一进气结构或第二进气结构进入反应腔室的气体流量值。本发明提出的进气装置及原子层沉积设备能够使前驱体和补偿气体充分混合，且不会造成反应腔室内部压力波动，以使反应腔室中的用于制备膜层的工艺气体具有良好的均匀性，从而使膜层具有良好的均匀性。

摘要： 本发明涉及半导体集成技术领域，尤其涉及一种原子层沉积装置及原子层沉积方法。所述原子层沉积装置包括作业载台和箱体，作业载台为回转体，作业载台的侧壁上设置有至少两个独立设置的载片腔和用于间隔载片腔的间隔部，载片腔上设置有用于向载片腔内通气的气孔；箱体包括回转体容置部和至少两个独立设置在回转体容置部外侧的供源腔，回转体容置部套设在作业载台外；作业载台能够转动以使载片腔与供源腔相连通，便于供源腔向载片腔供给前驱体，或使间隔部遮盖供源腔的开口以隔断供源腔和载片腔，以便于对载片腔内的基片进行吹扫操作，从而将吹扫操作区和前驱体吸附区隔离开，减少吹扫时间，降低成本；且能够大大减少颗粒污染，提高产品良品率。