研究目的
使用等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术制备具有可控化学计量比的SiOx薄膜，并研究其作为SiOx/SiO2超晶格材料在增强光致发光方面的性能。
研究成果
采用等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术成功制备了不同化学计量比的SiOx薄膜，其质量密度、折射率及能带隙随氧含量降低而减小。所制备的SiO1.6/SiO2超晶格呈现微弱光致发光现象，表明需进一步优化沉积参数以提升材料性能。
研究不足
SiO1.6薄膜的硅富集度不足，未能形成足够多的硅纳米晶体以实现强光致发光效应，退火条件可能需要优化。要实现SiOx薄膜中更低的x值，还需进一步研究。
1：实验设计与方法选择：
采用等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术制备不同化学计量比的SiOx薄膜，优化了温度、前驱体脉冲时间及气体流量等参数。
2：样品选择与数据来源：
以p型Si(100)晶圆为衬底，经RCA工艺清洗。
3：实验设备与材料清单：
BENEQ TFS200原子层沉积系统、三(二甲基氨基)硅烷（TDMAS）前驱体、O2等离子体、原子力显微镜（Bruker icon）、透射电镜（FEI TECNAI G2 F20）、X射线光电子能谱仪（SPECS）、X射线反射仪（Bruker D8）、光谱椭偏仪（SOPRA GES-5E）、配备HeCd激光器的光致发光光谱仪。
4：0）、X射线光电子能谱仪（SPECS）、X射线反射仪（Bruker D8）、光谱椭偏仪（SOPRA GES-5E）、配备HeCd激光器的光致发光光谱仪。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：在1 mbar真空条件下沉积薄膜，ALD循环包含TDMAS脉冲、氩气吹扫、等离子体处理及氩气吹扫步骤。表征手段包括：AFM分析形貌、TEM观察微观结构、XPS测定化学键合、XRR获取密度与粗糙度、SE分析光学特性、PL检测发光性能。
5：数据分析方法：
XPS数据以C 1s峰校准，SE数据通过WinElli_II软件拟合，PL光谱经系统响应校正。
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Atomic Force Microscope
icon
Bruker
Observation of surface morphology
-
Transmission Electron Microscopy
TECNAI G2 F20
FEI
Analysis of microstructure and interface composition
-
X-ray Reflection
D8
Bruker
Characterization of microstructure and morphology
-
ALD system
TFS200
BENEQ
Deposition of SiOx films using plasma-enhanced atomic layer deposition
-
X-ray Photo-electron Spectroscopy
SPECS
Characterization of chemical bonding character
-
Spectroscopic Ellipsometer
GES-5E
SOPRA
Measurement of optical properties
-
HeCd laser
Excitation for photoluminescence spectroscopy
-
Charge-coupled device camera
Detection of PL signal
-
Tris(dimethylamino)silane
Fornano
Precursor for silicon in ALD deposition
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