二氧化硅薄膜制备课件

二氧化硅薄膜的制备及应用学号：************ **：**专业班级：应用物理指导老师：常启兵老师完成时间：2012-10-23 材料科学与工程学院摘要近年来，多孔Ｓｉ０２薄膜的制备及其性能表征的研究已成为材料相关领域的热点之一。

在众多的应用中，多孔Ｓｉ０２薄膜作为绝热材料的应用有着极其重要的意义，多孔Ｓｉ０２薄膜作为热绝缘材料层，用来阻隔硅基底中热电层上的热扩散。

本论文介绍了目前制备多孔Ｓｉ０２薄膜的主要工艺技术，对各工艺技术进行比较，对实验工艺进行了探索。

采用溶胶一凝胶法在硅基片上制备有隔热效果的多孔Ｓｉ０２薄膜材料，以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）为原料，乙醇、乙二醇乙醚、异丙醇、水等为溶剂，再添加一定的有机添加剂、在碱催化条件下制备Ｓｉ０２溶胶，陈化后的胶体提拉成膜。

二氧化硅薄膜具有良好的硬度、光学、介电性质及耐磨、抗蚀等特性,在光学、微电子等领域有着广泛的应用前景,是目前国际上广泛关注的功能材料。

通过不同的实验条件制备出各种参数的薄膜，分析加水量的多少、溶胶配比、退火温度、陈化时间等因素对薄膜的影响。

凝胶在陈化过程发生的物理化学变化、对热处理工艺中对应力，毛细管力的处理方法、化学添加剂在干燥过程中的作用溶胶．凝胶法制备多孔Ｓｉ０２薄膜的最佳工艺进行了探讨。

经过实验分析讨论，得出正硅酸乙酯：Ｈ２０＝１：１．５时的加水量，采用混合溶剂的方法，用碱催化的方法，用真空干燥箱加速溶胶速度，采用分段方法进行加热，能够得到符合隔热要求的薄膜。

利用红外光谱分析、差热分析（ＤＴＡ）、扫描电镜（ＳＥＭ）、椭圆偏振仪等测试手段对薄膜的成分、表面形貌进行了分析，用粘度计测试了溶胶粘度变化、不同催化方式下的凝胶时间，用自制的设备测试了最终得到薄膜的热导率。

红外光谱分析表明所得薄膜的主要成分是Ｓｉ０２：差热分析结果表明从室温到２５０℃之间有大量的放热峰，是热处理中去除水和．ＯＨ基团最关键的时段，将这段时间的升温速度控制为０．５”Ｃ／ｍｉｎ；椭圆偏振仪和扫描电镜（ＳＥＭ）分析表明所得薄膜表面形貌良好，薄膜厚度为７００－８００ｒｉｍ；扫描电镜（ＳＥＭ）分析表明薄膜由紧密排列的Ｓｉ０２颗粒组成，颗粒和孔径的大小为３０－５０ｎｍ；由通过椭圆偏振仪得到的折射率计算出薄膜的孔隙率为５０％以上。

二氧化硅二氧化硅粉末SiO2又称。

在分布很广，如石英、等。

白色或无色，含铁量较高的是淡黄色。

2.2 ～2.66，1670℃（鳞）、1710℃（方石英），沸点2230℃，为3.9。

不溶于水微溶于一般的酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。

用于制、、陶器、、耐火材料、、型砂、单质硅等。

中文名称：二氧化硅化学式：SiO2 相对分子质量：60.08 化学品类别：非金属氧化物是否管制：否二氧化硅简介管制信息本品不受管制，但不可带入飞机。

名称中文名称：二氧化硅中文别名：硅氧，硅土，硅石，硅酐，砂英文别名：Silicon dioxide SiO₂ ,Silicon(IV)oxide ,Silicic anhydride ,Quartz sand：14808-60-7[1]储存密封保存。

用途硅标准液。

水玻璃，硅的的制备材料。

在晶体管和集成电路中作杂质扩散的掩蔽膜和保护层，制成二氧化硅膜作集成电路器件。

玻璃工业。

AR质检信息指标值水可溶物，% ≤0.2(以Pb计)，% ≤0.005钙(Ca)，% ≤0.005铁(Fe)，% ≤0.005(Cl)，% ≤0.005硫酸盐(SO4)，% ≤0.005中不挥发物，% ≤1.0干燥失量，% ≤3.0性质物理性质[1]二氧化硅又称，式SiO₂。

中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。

沙状二氧化硅结晶二氧化硅因不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。

纯为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。

若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有、、等。

普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。

二氧化硅晶体中，硅的4个价与4个氧原子形成4个，硅原子位于正四面体的中心，4个原子位于正四面体的4个顶角上，SiO₂是表示组成的最简式，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。

二氧化硅是原子晶体。

SiO₂中Si—O键的键能很高，、较高（熔点1723℃，沸点2230℃）。

实验方案设计方案二氧化硅薄膜的制备学院：化学与化工程学院年级： 2011级专业：材料化学姓名：**二氧化硅薄膜的制备摘要二氧化硅薄膜具有良好的硬度、光学、介电性质及耐磨、抗蚀等特性,在光学、微电子等领域有着广泛的应用前景,是目前国际上广泛关注的功能材料。

论述了有关二氧化硅薄膜的制备方法,相应性质及其应用前景。

关键词：二氧化硅，薄膜，制备，应用，方法1 引言二氧化硅具有硬度高、耐磨性好、绝热性好、光透过率高、抗侵蚀能力强以及良好的介电性质。

通过对各种制备方法、制备工艺的开发和不同组分配比对二氧化硅薄膜的影响研究,制备具有优良性能的透明二氧化硅薄膜的工作已经取得了很大进展。

薄膜在诸多领域得到了很好的应用,如用于电子器件和集成器件、光学薄膜器件等相关器件中。

利用纳米二氧化硅的多孔性质可应用于过滤薄膜、薄膜反应和相关的吸收剂以及分离技术、分子工程和生物工程等,从而在光催化、微电子和透明绝热等领域具有很好的发展前景。

本文将对二氧化硅薄膜的制备、性能及其应用研究进行了综述。

2 实验目的学会通过施加负压，能够诱导TMOS 在ITO表面发生一个溶胶--凝胶过程，最终制备出二氧化硅薄膜。

这个方法制备的二氧化硅薄膜对可见光有一定程度的吸收，其吸光度随着沉积时间和沉积温度的该表呈现一定的变化趋势。

3 实验原理此次实验使用电化学诱导的溶胶一凝胶法制备了SiO薄膜并且使用扫描电2镜、紫外／可见光谱及循环伏安法分别对薄膜的表面形貌、光吸收特性和导电性进行了表征．实验发现：随着沉积时间的延长，所得薄膜的电阻越来越大，而且，不同沉积时间和不同的沉积温度下所制的薄膜对可见光的吸收具有一定的变化趋势；此外，我们还观察到了有一定变化规律的扫描电镜图，在此基础上，提出薄膜可能的生长机理了一种模型探讨了SiO24 实验仪器及试剂CHI660型电化学工作站购自上海辰华仪器有限公司，UV18。

0PC型紫外／可见分光光度计产自上海美普达仪器有限公司，氧化铟锡导电玻璃(ITO)购自深圳南玻集团有限公司，四甲氧基硅烷(TM()S)产自武大有机硅新材料有限公司，实验用水为UPH—II一10型优普超纯水机净化制备，其电阻率不低于18．0 MQ·cm．其余试剂均为分析纯．5实验步骤将预先切割好的ITO (3 cm × 1 cm × 0．11cm)依次用超纯水、乙醇及甲苯超声清洗5 min，接着将其用N 吹干后备用．在本实验中，三电极电池体系被组装用于电沉积实验，工作电极是ITO导电玻璃，参比电极和辅助电极分别是干汞电极和铂丝电极．实验所配的电解质溶液包含TMOS、KCI、乙醇和水，TM0S 和KCl的浓度均为0．1 mol／L．SiO 薄膜采用恒压电沉积来制备，施加电压为一1．1 V，沉积过程结束后，迅速将ITO从电池体系中取出并用超纯水对其清洗，随后将其放人干燥器中干燥一昼夜．为了研究沉积时间和沉积电压对薄膜性能的影响，在其他条件不变的情况下，笔者在一系列不同的沉积温度和沉积时间下制备了SiO。

采用pe-teos工艺制备二氧化硅薄膜的方法及设备《采用pe-teos工艺制备二氧化硅薄膜的方法及设备》一、引言二氧化硅薄膜的制备方法在工业和科研领域中具有重要的应用价值。

其中，采用pe-teos工艺制备二氧化硅薄膜的方法及设备是目前较为常见的一种制备方式。

在本文中，将围绕这一主题展开全面探讨，包括pe-teos工艺的原理、具体制备方法、所需设备以及其在各个领域的应用。

二、pe-teos工艺的原理pe-teos工艺是一种以等离子体增强化学气相沉积为基础的薄膜制备技术。

其原理是通过将TEOS（四乙氧基硅烷）与氧气反应，生成二氧化硅薄膜并沉积在衬底上。

在这一过程中，主要依赖于等离子体的激活作用以及化学反应，从而实现对薄膜质量和厚度的精确控制。

三、具体制备方法1. 原料准备：首先需要准备TEOS和氧气作为制备二氧化硅薄膜的原料。

TEOS作为硅源，氧气则是氧化反应所需的氧化剂。

2. 反应室设置：将原料引入反应室，通过特定的加热和气体流动控制系统，使TEOS和氧气在等离子体的作用下进行反应。

3. 薄膜沉积：在等离子体激活的情况下，TEOS和氧气生成的二氧化硅薄膜将沉积在待加工的衬底表面。

4. 后处理：经过薄膜沉积后，还需要进行相应的后处理工艺，包括退火、清洗等步骤，以提高薄膜的质量和稳定性。

四、所需设备要实现pe-teos工艺制备二氧化硅薄膜，需要一系列特定的设备。

主要包括反应室、等离子体设备、加热控制系统、气体流动控制系统等。

其中，反应室是整个制备过程的核心设备，它能够提供稳定的反应环境，并保证TEOS和氧气的充分反应。

五、应用领域pe-teos工艺制备的二氧化硅薄膜在半导体、光电子器件、薄膜太阳能等领域具有广泛的应用。

在半导体工业中，二氧化硅薄膜被广泛应用于集成电路的绝缘层和通孔填充等方面。

六、个人观点和理解作为一种常见的薄膜制备技术，pe-teos工艺能够较好地控制二氧化硅薄膜的厚度和质量，因此在实际应用中具有一定的优势。

实验方案设计方案二氧化硅薄膜的制备学院：化学与化工程学院年级：2011 级_______________专业：_____ 材料化学____________姓名：何珊______________氧化硅薄膜的制备摘要二氧化硅薄膜具有良好的硬度、光学、介电性质及耐磨、抗蚀等特性，在光学、微电子等领域有着广泛的应用前景，是目前国际上广泛关注的功能材料。

论述了有关二氧化硅薄膜的制备方法，相应性质及其应用前景。

关键词：二氧化硅，薄膜，制备，应用，方法1引言二氧化硅具有硬度高、耐磨性好、绝热性好、光透过率高、抗侵蚀能力强以及良好的介电性质。

通过对各种制备方法、制备工艺的开发和不同组分配比对二氧化硅薄膜的影响研究，制备具有优良性能的透明二氧化硅薄膜的工作已经取得了很大进展。

薄膜在诸多领域得到了很好的应用，如用于电子器件和集成器件、光学薄膜器件等相关器件中。

利用纳米二氧化硅的多孔性质可应用于过滤薄膜、薄膜反应和相关的吸收剂以及分离技术、分子工程和生物工程等，从而在光催化、微电子和透明绝热等领域具有很好的发展前景。

本文将对二氧化硅薄膜的制备、性能及其应用研究进行了综述。

2实验目的学会通过施加负压，能够诱导TMOS在ITO表面发生一个溶胶--凝胶过程，最终制备出二氧化硅薄膜。

这个方法制备的二氧化硅薄膜对可见光有一定程度的吸收，其吸光度随着沉积时间和沉积温度的该表呈现一定的变化趋势。

3实验原理此次实验使用电化学诱导的溶胶一凝胶法制备了SiO2薄膜并且使用扫描电镜、紫外/可见光谱及循环伏安法分别对薄膜的表面形貌、光吸收特性和导电性进行了表征.实验发现：随着沉积时间的延长，所得薄膜的电阻越来越大，而且, 不同沉积时间和不同的沉积温度下所制的薄膜对可见光的吸收具有一定的变化趋势；此外，我们还观察到了有一定变化规律的扫描电镜图，在此基础上，提出了一种模型探讨了SiO2薄膜可能的生长机理4实验仪器及试剂CHI660型电化学工作站购自上海辰华仪器有限公司，UV18 OPC型紫外/可见分光光度计产自上海美普达仪器有限公司，氧化铟锡导电玻璃(ITO)购自深圳南玻集团有限公司，四甲氧基硅烷(TM()S)产自武大有机硅新材料有限公司，实验用水为UP—II 一10型优普超纯水机净化制备，其电阻率不低于18.0 MQ-cm其余试剂均为分析纯.5实验步骤将预先切割好的ITO (3 cm x 1 cm x 0 . 11cm)依次用超纯水、乙醇及甲苯超声清洗5 min，接着将其用N吹干后备用.在本实验中，三电极电池体系被组装用于电沉积实验，工作电极是ITO导电玻璃，参比电极和辅助电极分别是干汞电极和铂丝电极.实验所配的电解质溶液包含TMOSKCI、乙醇和水，TM0S和KCI的浓度均为0. 1 mol/L. SiO薄膜采用恒压电沉积来制备，施加电压为一1.1 V，沉积过程结束后，迅速将ITO从电池体系中取出并用超纯水对其清洗，随后将其放人干燥器中干燥一昼夜.为了研究沉积时间和沉积电压对薄膜性能的影响，在其他条件不变的情况下，笔者在一系列不同的沉积温度和沉积时间下制备了SiO。