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原子层沉积制备几种纳米薄膜、纳米

复合结构及其在微电子和储能器件中

的应用研究共3篇

原子层沉积制备几种纳米薄膜、纳米复合结构及其在微电子

和储能器件中的应用研究1

原子层沉积制备几种纳米薄膜、纳米复合结构及其在微电子和

储能器件中的应用研究

随着现代科技的飞速发展，对新型纳米材料的需求越来越大。

纳米材料因其特殊的化学、物理性质被广泛应用于生物医学、

传感器、光电子、储能与微电子等领域。为了满足各种应用需

求，制备具有高质量、高可控性的纳米薄膜、纳米复合结构至

关重要，而原子层沉积（AtomicLayerDeposition，简称

ALD）是实现高质量、高可控的制备方法之一。

原子层沉积是一种逐层沉积技术，它每次沉积的层数可以很好

地控制，数层之后，纳米晶尺寸的分布具有极高的均匀性。此

外，ALD可以分别采用不同的前驱体一步制备复合纳米膜，混

杂、同层复合、分层复合等多种结构，且具有优异的膜质量量、

均匀性和一致性。因此，ALD已经成为一种广泛应用于微弱纳

米制备领域的制备方法。

在微电子和储能器件领域，ALD制备的非晶体材料、复合材料

和复合膜具有优异的可控性和高一致性，还具有几种特点：

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1.ALD薄膜厚度可以在几个纳米到几十纳米之间变化，曾根

据需要调整沉积时间和周期，精度高达1纳米；

2.ALD化学过程中的表面化学反应完全可控，选择前驱体和

反应条件，可以实现阴极和阳极氧化、氟化、硝化等功能化，

进一步实现非晶材料，夹杂物等复合纳米材料的直接沉积；

3.ALD技术制备的纳米材料具有较高的结构均一性和界面结

合能；

4.采用ALD制备材料的缺陷密度很低，从而提高了器件的可

靠性和寿命。

在微电子和储能器件的制造中，ALD技术被广泛应用于下列各

种领域：

1.透明导电膜（Transparentconductivefilms，TCFs）

TCF是一种在光电池、可穿戴设备、智能手机屏幕等领域中广

泛应用的材料。狭义上TCF是指导电涂层具有透明性的材料，

而广义上指的是把TCO（表面导电氧化物，如ITO）替换为电

子迁移率高、胶溶性好的新型纳米纤维膜（如Ag，Cu，Au），

而ALD可以通过沉积方式制备新型的非晶氧化物TCF，比如

ZnO，AlN等氧化物材料。这些非晶氧化物TCF的优点是吸收

和反射的光谱具有优异的性能，而且转化效率和光敏感度都很

高。

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2.电子器件中的基底

不论是Si，Sapphire，金属，玻璃等基底，制造微机电器件

和一些复合结构，成功地采用通过ALD控制的非晶体材料的沉

积方法。

3.非插入型锂离子电池

现在，锂离子电池是大量应用于移动设备，电动汽车、电池电

量的缓解等需求中的重要动力资源。而锂氧电池又是锂离子电

池发展的新趋势。ALD技术利用其良好的可控性，实现对电池

电性能的调控和控制，同时利用其制备优良的固态电解质和复

合