Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 Сенсоры на основе металлооксидных полупроводников и возможности атомно-силовой микроскопии (обзор литературы) 5
1.1 Полупроводниковые металлооксидные газовые сенсоры 5
1.2 Модель взаимодействия газа на поверхности 6
1.3 Влияние барьера Шоттки, длины Дебая и размерного эффекта 7
1.4 Металлооксидные полупроводники 8
1.5 Сканирующая зондовая микроскопия 10
1.5.1 Атомно-силовая микроскопия 12
1.5.2 Контактный режим АСМ 17
1.5.3 Бесконтактный режим АСМ 20
1.5.4 Полуконтактный режим АСМ 21
1.6 Вывод по литературному обзору и постановка задачи 23
Глава 2 Методика эксперимента 24
2.1 Исследуемые пленки металлооксидных полупроводников 24
2.2 Изучение микрорельефа поверхности методом атомно-силовой
микроскопии 26
Глава 3 Экспериментальные данные 31
3.1 Закономерности изменения микрорельефа пленок TiO2 при
проведении постростового отжига 31
3.2 Закономерности изменения микрорельефа пленок Cr2O3 32
3.3 Закономерности изменения микрорельефа пленок Ga2O3 от
температуры отжига 34
3.4 Закономерности изменения микрорельефа пленок In2O3 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 39
В настоящее время ведутся работы по совершенствованию металлооксидных газовых сенсоров. Эффективность детектирования газов аналитов связана с происходящими на поверхности реакциями между газом и чувствительным материалом.
Для получения газовых сенсоров имеющих высокую чувствительность применяют материалы с развитой поверхностью. Наиболее эффективно в качестве чувствительного материала использовать металлооксидные полупроводники имеющие большую удельную площадь поверхности с размером зерен близким или меньшим значения удвоенной длины Дебая. На размер зерна могут повлиять различные условия формирования. Большое влияние на рельеф поверхности оказывает введение примеси и проведение постростового отжига.
Данная работа направлена на выявление закономерностей изменения микрорельефа поверхности плёнок металлооксидных полупроводников при введении примесей и проведении постростового отжига при различных условиях.
едованы закономерности изменения микрорельефа поверхности пленок металлооксидных полупроводников при введении примеси и проведении постростового отжига. На основе полученных экспериментальных данных можно сделать следующие выводы:
1) Была проанализирована зависимость изменения микрорельефа поверхности пленок TiO2 от температуры отжига. Анализ показал, что для пленок полученных методом ионно-лучевого напыления увеличения температуры отжига с 800 °C до 1000 °C привело к существенному развитию микрорельефа поверхности. Шероховатость увеличилась с 5.040 нм до 10.287 нм. а для пленок полученных методом атомно-слоевого осаждения увеличения температуры отжига с 800 °C до 1000 °C не оказало существенного влияния на микрорельеф поверхности. Шероховатость увеличилась с 2.926 нм до 3.041 нм.
2) Была проанализирована зависимость изменения микрорельефа поверхности пленок Cr2O3 от температуры отжига. Для пленок полученных методом магнетронного напыления увеличение температуры отжига с 350 °C до 500 °C привело к выравниванию поверхности. Шероховатость уменьшилась с 3.085 нм до 1.875 нм. Для пленок полученных методом ионно-лучевого распыления увеличение температуры отжига с 800 °C до 900 °C привело к развитию поверхности. Шероховатость увеличилась с 2.527 нм. до 7.813 нм.
3) Была проанализирована зависимость изменения микрорельефа
поверхности пленок Ga2O3 от температуры отжига. При увеличении
температуры отжига с 800 °C до 1100 °C шероховатость сильно не
изменяется, и находится в пределах 1.930-2.551 нм. Однако при повышении температуры отжига с 1100 °C до 1300 °C происходит резкое развитие поверхности, шероховатость увеличивается до 4.152 нм.
4) Было проанализировано влияние введения примеси микрорельефа поверхности пленок In2O3. Введение примеси привело к сильному развитию микрорельефа поверхности. Шероховатость увеличилась с 12.425 нм до 40.625 нм.
На полученные данные можно ориентироваться при выборе тех или иных условий формирования.
