MD1740Z - Procedeu de obţinere a straturilor epitaxiale subţiri de TiO2 - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la tehnologia de obţinere a semiconductoarelor, şi poate fi utilizată pentru fabricarea dispozitivelor optoelectronice.Procedeul de obţinere a straturilor epitaxiale subţiri de TiO2 include degresarea unui substrat de sticlă în toluen, uscarea lui în vapori de alcool izopropilic şi plasarea acestuia într-un reactor de depunere chimică din faza de vapori, care se purjează cu argon timp de 20 min cu viteza fluxului de 100 cm3/min, apoi se măreşte temperatura substratului până la 400°C. Procedeul mai include producerea vaporilor de izopropoxid de titan prin barbotare la temperatura de 90°C. Depunerea straturilor epitaxiale de TiO2 se realizează prin debitarea separată în reactor a vaporilor de izopropoxid de titan, transportaţi cu un flux de argon cu viteza de 40 cm3/min, şi unui flux de oxigen cu viteza de 40 cm3/min, timp de 30 min.

Description

Invenţia se referă la tehnologia de obţinere a semiconductoarelor, şi poate fi utilizată pentru fabricarea dispozitivelor optoelectronice.

Este cunoscut un procedeu de preparare a straturilor TiO2 prin metoda MOCVD (Metalorganic chemical vapour deposition) pentru diferite temperaturi a tetraizopropoxidului de titan. În acest caz straturile au fost crescute la temperaturi de 60°C, 65°C şi 75°C cu temperatura substratului de 400°C. Straturile au fost crescute pe substraturi de sticlă, preventiv spălate cu acetonă, etanol şi apă deionizată, la presiunea în reactor de 8,2·10-2 Torr, fără utilizarea barbotării tetraizopropoxidului de titan [1].

Neajunsul acestui procedeu constă în faptul ca straturile de TiO2 au o perfecţiune cristalină joasă.

Cea mai apropiată soluţie tehnică de obţinere a straturilor de TiO2 prin metoda MOCVD este procedeul de depunere a straturilor de TiO2 la temperatura izopropoxidului de titan 90°C. Straturile subţiri de TiO2 au fost depuse pe substraturi de sticlă. Izopropoxidul de titan a fost menţinut în barbotor, încălzit până la 90°C şi transportat în reactor cu ajutorul oxigenului pur. Straturile au fost depuse la temperatura substraturilor de 400°C, la presiunea în reactor de 0,5 Torr pentru un debit a oxigenului de 7 cm3/min [2].

Neajunsul acestui procedeu constă în faptul ca nu este posibil de schimbat raportul dintre presiunea vaporilor izopropoxidului de titan şi fluxului de oxigen, ceea ce nu permite schimbarea raportului dintre fluxul de izopropoxid de titan şi fluxul de oxigen.

Problema pe care o soluţionează prezenta invenţie constă în separarea vaporilor de izopropoxid de titan şi fluxului de oxigen, fapt care ar conduce la reglarea raportului dintre fluxul de izopropoxid de titan şi fluxul de oxigen, precum şi în majorarea rezistenţei stratului epitaxial.

Procedeul de obţinere a straturilor epitaxiale subţiri de TiO2, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include degresarea unui substrat de sticlă în toluen, uscarea lui în vapori de alcool izopropilic şi plasarea acestuia într-un reactor de depunere chimică din faza de vapori, care se purjează cu argon timp de 20 min cu viteza fluxului de 100 cm3/min, apoi se măreşte temperatura substratului până la 400°C. Procedeul de asemenea include producerea vaporilor de izopropoxid de titan prin barbotare la temperatura de 90°C. Depunerea straturilor epitaxiale de TiO2 se realizează prin debitarea separată în reactor a vaporilor de izopropoxid de titan, transportaţi cu un flux de argon cu viteza de 40 cm3/min, şi unui flux de oxigen cu viteza de 40 cm3/min, timp de 30 min.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în asigurarea posibilităţii reglării raportului dintre fluxul de izopropoxid de titan şi fluxul de oxigen, care îi conferă stratului epitaxial de TiO2 rezistenţă sporită.

Rezultatul tehnic obţinut se datorează faptului că fluxul de izopropoxid de titan şi fluxul de oxigen sunt introduse în reactor separat.

Exemplul de realizare a procedeului

Procedeul de obţinere a straturilor epitaxiale subţiri a TiO2 constă în degresarea substratului de sticlă în toluen, uscarea în vapori de alcool izopropilic şi plasarea acestuia în reactorul de depunere chimică din faza de vapori. Reactorul se purjează cu argon timp de 20 min cu viteza fluxului de 100 cm3/min, apoi se măreşte temperatura substratului până la 400°C. Într-un barbotor se produc vapori de izopropoxid de titan la temperatura de 90°C. Depunerea straturilor epitaxiale de TiO2 se realizează prin debitarea separată în reactor a vaporilor de izopropoxid de titan, transportaţi cu fluxul de argon, şi fluxului de oxigen. Fluxul de oxigen este debitat în reactor printr-un canal separat. Se efectuează depunerea stratului de TiO2 la un flux de 40 cm3/min de argon şi 40 cm3/min de oxigen. Durata de depunere este de 30 min.

Procedeul descris îi conferă stratului epitaxial de TiO2 rezistenţă sporită.

1. Sang Hum Nam, Sang Jin Cho, Jin Hyo Boo. Growth behavior of titanium dioxide thin films at different precursor temperatures, Nanoscale Research Letters, 2012, nr. 7, art. nr. 89

2. M. I. B. Bernardi, E. J. H. Lee, P. N. Lisboa-Filho, E. R. Leite, E. Longo, J. A. Varela. TiO2 thin film growth using the MOCVD method, Materials Research, 2001, nr. 4(3), p. 1-5

Claims (1)

1. Procedeu de obţinere a straturilor epitaxiale subţiri de TiO2, care include degresarea unui substrat de sticlă în toluen, uscarea lui în vapori de alcool izopropilic şi plasarea acestuia într-un reactor de depunere chimică din faza de vapori, care se purjează cu argon timp de 20 min cu viteza fluxului de 100 cm3/min, apoi se măreşte temperatura substratului până la 400°C, precum şi producerea vaporilor de izopropoxid de titan prin barbotare la temperatura de 90°C, totodată depunerea straturilor epitaxiale de TiO2 se realizează prin debitarea separată în reactor a vaporilor de izopropoxid de titan, transportaţi cu un flux de argon cu viteza de 40 cm3/min, şi unui flux de oxigen cu viteza de 40 cm3/min, timp de 30 min.