研究目的
研究导体、半导体和绝缘基底对原子层沉积二氧化钛薄膜结构的影响。
研究成果
原子层沉积（ALD）制备的二氧化钛（TiO?）薄膜的晶相显著受基底类型影响：与半导体基底相比，导电基底能在更低温度下促进金红石相的形成。非晶基底则呈现多样的相形成行为。钛薄膜可作为有效籽晶层，促进二氧化钛金红石相在硅基底上的生长。
研究不足
本研究仅限于所研究的基底和温度范围。未探讨晶粒尺寸和杂质等其他因素对相变的影响。
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[IEEE 2018年第33届微电子技术与器件研讨会（SBMicro）- 巴西本图贡萨尔维斯（2018年8月27日-8月31日）] 2018年第33届微电子技术与器件研讨会（SBMicro）——导体、半导体及绝缘衬底对原子层沉积二氧化钛薄膜结构的影响
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DOI：10.1109/SBMicro.2018.8511504
出版年份：2018
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
采用原子层沉积（ALD）技术在导电基底（钛和氟掺杂氧化锡玻璃）、绝缘基底（云母、盖玻片及硅上的热氧化二氧化硅薄膜）以及半导体基底（硅(100)和4H-SiC）上制备了二氧化钛（TiO?）薄膜。金属前驱体为四氯化钛，配体前驱体为水。通过掠入射X射线衍射（GIXRD）分析了150-450oC工艺温度范围内沉积薄膜晶相与不同基底的依赖关系。结果表明：ALD法制备的TiO?晶相受基底性质影响，其发生非晶态→锐钛矿→金红石相变的所需温度因基底而异。例如导电基底上金红石相形成温度约350oC，而半导体基底仅在400oC以上才出现该相。对于非晶结构基底则无统一规律——云母和硅上热氧化二氧化硅薄膜在全部测试温度范围内仅形成锐钛矿相；盖玻片则呈现TiO?相变全阶段特征，其中300-350°C区间特别观察到板钛矿相形成。此外研究表明，纯相金红石仅在超过400oC时获得，且仅限玻璃和钛基底。这些结果提示：在硅基底上采用TiCl?和H?O前驱体的ALD工艺中，较廉价的钛薄膜可作为优质金红石TiO?相生长的良好籽晶层。
作者：
Rodrigo Sávio Pessoa，Gilberto Petraconi Filho，William Chiappim Junior，Homero Santiago Maciel，Giorgio Ernesto Testoni
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