Fabrication and characterization of several types of metal oxide films

Abstract

تم دراسة التفاعل في الحالة الصلبة بين افلام النحاس و السليكون عند درجة حرارة 200 درجة مئوية عن طريق depth profiling باستخدام مطياف الكتلة المحايدة الثانوي. و قد لوحظ ان الاختلاط بينهما ادى الى تكوين طبقة متجانسة من Cu3Si( و يسمى بال silicide) عند الفاصل بين المادتين. و قد لوحظ ان نمو مركب ال Silicide البلوري عند 200 درجة مئوية يتبع قاعدة ال parabolic law كما اننا تمكنا من حساب Parabolic kinetics. يمكن للمركب Cu3Si ان يلعب دورًا مثيرًا للاهتمام في مجال مصادر الطاقة. ولكن في دوائر السيليكون المتكاملة (ICs) ، يؤدي انتشار النحاس في السيليكون عند درجات حرارة منخفضة إلى حد ما إلى تدهور الأجهزة. لذلك نحن بحاجة إلى مادة مناسبة تعمل كحاجز لمنع النحاس من الانتشار في الطبقة العازلة. يمكن اعتبار ZnO و Al2O3 من المواد المرشحة للعمل كحاجز. لذلك ، في هذا العمل نركز على تصنيع وتوصيف هذه الأكاسيد. تم تحضير أغشية رقيقة من أكسيد الزنك عالية الشفافية ذات سماكة طبقات مختلفة على ركائز زجاجية مجهرية عند 200 درجة مئوية. تم قياس سمك الأغشية بواسطة stylus profilometer. تم فحص هذه الأفلام من حيث التركيب باستخدام حيود الأشعة السينية. أظهرت الأنماط الطبيعة الامورفية للعينات. تم حساب معاملات التشتت ، أي معامل الانكسار (n) ومعامل الانقراض (k) في نطاق الطول الموجي (350-2500 نانومتر). تم استخدام نموذج Tauc لتحديد فجوة النطاق الضوئي وذيل Urbach مع انتقالات مباشرة مسموح بها. تمت دراسة الأجزاء الحقيقية والخيالية لثابت العزل الكهربائي عالي التردد. كما تم تحديد معاملات أخرى مثل عمق الاختراق ، وطول الموجة المقطوعة cut-off wavelength ، وعامل التبديد dissipation factor ، و دالة فقد الطاقة على السطح Surface Energy Loss Factor والحجم Volume Energy Loss Factor ، وعامل فقدان الانعكاس reflection loss factor ، والتوصيلية الضوئيية والكهربائية والحرارية.

يمكن أن تكون الدراسة المنهجية لمجموعة واسعة من المعاملات الضوئية لأغشية اكسيد الزنك المعدة بطريقة ALD بمثابة مصدر بيانات هام ويمكن أن تثري معرفة المادة موضوع الدراسة. أيضًا ، في العمل الحالي ، نركز على كيفية تأثير ترتيب طبقات Al2O3 و ZnO على الخصائص البصرية للأغشية الرقيقة لنظام ثنائي الطبقات مكون منAl2O3 / ZnO و نظام ثلاثي الطبقات مكون من Al2O3/Al2O3-ZnO mixed oxide- ZnO الذين تم تحضيرهم بواسطة ALD. تم تثبيت السمك الكلي لكل العينات و كذلك نسبة سمك كل طبقة من الطبقات النقية المكونة للعينات. النتائج المستخرجة من حيود الأشعة السينية أكدت تغيير التركيب الداخلي نتيجة تغيير ترتيب طبقات Al2O3 / ZnO النقية والمختلطة