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纯的或掺杂的氧化锆薄膜因其高熔点、低热导率、高离子导电能力和高温化学稳定性而受到相当的重视,而且氧化锆外延薄膜在金属氧化物半导体(MOS)、高温超导带材等领域的应用受到越来越多的关注。因此,制备单晶、表面平整、致密的外延薄膜是实现氧化锆薄膜应用的关键。为了达到这一目的,实验采用电子束蒸发法在单晶Si(100)上制备了掺铝的氧化锆薄膜和掺钇的氧化锆薄膜,主要研究内容及结论如下:1、当在蒸发原料中掺入16.3mol%和32.7mol%的Al2O3时,制备出的薄膜是Zr5Al3O0.34和ZrO2的混合相;2、采用掺杂16.3mol% Al2O3的蒸发原料进行了一系列的实验,结果表明在400℃以下沉积的掺铝氧化锆薄膜为非晶态,当沉积温度升高到700℃左右,薄膜出现很弱的晶化,在750-800℃沉积的薄膜呈典型的多晶态。蒸发束流在30mA以下时,薄膜未出现明显的结晶,在40-50mA时,结晶良好,而在60mA时,结晶性能变差。优化的工艺条件为:沉积温度750℃,蒸发束流40mA。采用该优化工艺参数,制备出了(112)择优取向的Zr5Al3O0.34薄膜;3、对原位沉积的薄膜进行了后续热处理,结果表明低温沉积的非晶膜在900℃的高温下热处理也仅会出现微弱的晶化;4、采用倾斜的离子束轰击氧化铝掺杂氧化锆薄膜以进行离子束织构处理,在固定离子束剂量、离子束与基板法线夹角的情况下,研究了不同离子束能量对非晶和晶体氧化铝掺杂氧化锆薄膜取向的影响,发现对于非晶膜,轰击后出现很弱的晶化;而高温沉积的多晶膜,轰击后会使结晶性能变差;5、采用电子束蒸发法沉积了多晶的钇稳氧化锆(YSZ)薄膜,研究了沉积温度、蒸发束流及通氧量对薄膜取向的影响。