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研究生:黃世仁
研究生(外文):S.J.Huang
論文名稱:高頻磁控濺鍍法在矽晶圓成長TiO2及Y2O3薄膜
論文名稱(外文):RF-Magnetron Sputtering TiO2 and Y2O3 on Si
指導教授:李中夏李中夏引用關係
指導教授(外文):C.H. Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:材料科學(工程)研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1994
畢業學年度:82
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:高頻磁控濺鍍二氧化鈦氧化釔退火
外文關鍵詞:RF-Magnetron SputteringTiO2Y2O3annealing
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本篇報告以添加 Y2O3 來探討添加量對 TiO2 之微結構、介電性及光學性
質之影響,薄膜生成方法是利用 RF磁控濺鍍法於Ar及O2混合氣氛下進行
。基板是 (100) Si。靶材為 TiO2+ Y2O3 混合靶。通氧的目的為補充薄
膜中不足之氧分量。實驗中藉改變 RF 功率、基板溫度、反應室氣體總壓
及靶材添加 Y2O3 之含量等參數,並進一步退火以探討操作條件及熱處理
對薄膜成長率、折射率、穿透率、表面形態、組成成分、結晶性、微結構
及電性的影響,以找出最好的成長參數。實驗結果顯示,薄膜折射率介
於 2.2-2.47 之間;可見光範圍內穿透率隨著 Y2O3 含量增加而提升,能
隙約 3.73 ev;XRD分析知薄膜為非晶質 ,退火後有結晶相產生 但添加
雜質者由 SEM、TEM 分析可得知其晶粒碎小。由 MOS 結構分析電性得沈
積膜介電常數介於 28-48 經由添加 Y2O3 可抑制因熱處理所產生的晶粒
成長,故添加Y2O3之薄膜,其電流密度不會 因退火而有明顯變化,而亦
較未添加 Y2O3 者為小。
Composite dielectric thin films of various combinations of TiO2
and Y2O3 were deposited by RF-magnetron sputtering in a low
pressure ambient of O2 and Ar. In this work, a magnetron
sputtering system is constructed with a 13.56 MHz and 500W RF
power. The properties of film including growth rate, refractive
index, morphology, composition, crystallinity, microstructure,
the optical and electrical properties are investigated as func-
tions of RF power, substrate temperature, ambient pressure and
composition of target. The experimental results show that the
refractive indices of thin films are between 2.2-2.47. In the
range of visible light, the transparency increases with the
content of Y2O3 . The energy band of the films is about 3.73
ev. From the XRD analysis of the microstructure, the film is
amorphous. After heat treament, the films become
polycrystalline. However, the films doped with Y2O3 comprise
very small grains without evi- dence of growth after annealing.
From the MOS C-V and I-V measurements, the dielectric cons-
tants are determined with values between 28 and 48,and decrease
with the increase of the doping concentration of Y2O3 . The
dielectric constants increase after annealing. The I-V
measurements also show that the leakage electric current
density of the as depsited films changes more after annealing
than the films doped with Y2O3.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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