The invention relates to the technical field of the preparation of titanium dioxide, in particular to a method for preparing nitrogen doped titanium dioxide thin film. The preparation method comprises the following steps: the silicon substrate in atomic layer deposition equipment reaction chamber; with nitrogen as the carrier gas to the atomic layer deposition equipment reaction chamber into titanium containing source gases containing titanium source gas in titanium atom adsorbed on the silicon substrate; nitrogen is introduced into atomic layer deposition the equipment in the reaction chamber, the plasma discharge of nitrogen and nitrogen atoms of the ionized part part of titanium atoms form covalent bond; oxygen source to pass into the atomic layer deposition equipment reaction chamber, oxygen atoms do not react with nitrogen atoms and oxygen atoms of titanium source in the formation of titanium oxygen bond; repeat the above steps by the growth of TiO2 thin film layer containing nitrogen atoms. The invention uses the ALD equipment to carry on the nitrogen doping to the titanium dioxide film, can realize the uniform nitrogen doping in the whole structure, and the nitrogen element content after doping is high, and the performance is remarkably increased.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二氧化钛制备的
,具体涉及。
技术介绍
二氧化钛(TiO2)薄膜早在上世纪早期就被用作颜料和遮光剂。1972年,Fujishima等在发现TiO2具有光催化作用之后,各国科学家纷纷开始研究其性能,并把他们应用于杀癌细胞,以及厨房、浴室的除味。其原理为TiO2的禁带宽度为3.2eV,当用等于或小于387.5nm的光照射时,能实现电子空穴对的分离,在电子和空穴到达离子表面后,能加速反应的进行,从而实现催化作用。TiO2因其稳定性好、成本低和对人体无害等性质使得它在光催化剂方面的发展比Sn02、W03、Z n03等物质更好。掺杂后的TiO2的光激发源从紫外波段扩展到了可见光波段。在所有进行掺杂的材料中,氮的掺杂效果最好,它能使电离后的正负离子均能实现催化,优于硫、氟、碳等非金属离子的效果。目前已有的掺氮的方式是通过氨气提供氮源,通过三种源的交替进入实现氮的掺入,掺杂后氮的含量约在I %左右,掺氮效果并不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供,使用该方法可以实现氮元素的高掺杂而且方法简单,掺杂后的薄膜结构完整,氮含量提升,性能显著增加。为了达到上述目的,本专利技术采用的技术方案为:,包括如下步骤:步骤(I),将硅衬底放置于原子层沉积设备反应腔中;步骤(2),以氮气为载气向所述原子层沉积设备反应腔中通入含钛源气体,所述含钛源气体中的钛原子吸附在所述硅衬底上;步骤(3),向原子层沉积设备反应腔中通入氮气,同时进行等离子体放电,所述氮气电离后部分氮原子与部分所述钛原子形成共价键;步骤(4),向原子层沉积设备反应腔中通入含氧源,未与所述氮原子反应 ...
【技术保护点】
一种掺氮二氧化钛薄膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤(1),将硅衬底放置于原子层沉积设备反应腔中;步骤(2),以氮气为载气向所述原子层沉积设备反应腔中通入含钛源气体,所述含钛源气体中的钛原子吸附在所述硅衬底上;步骤(3),向原子层沉积设备反应腔中通入氮气,同时进行等离子体放电,所述氮气电离后部分氮原子与部分所述钛原子形成共价键;步骤(4),向原子层沉积设备反应腔中通入含氧源,未与所述氮原子反应的钛原子与所述含氧源中的氧原子形成钛氧键;步骤(5),重复步骤(2)、(3)、(4)即可逐层生长含氮原子的二氧化钛薄膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:夏洋,饶志鹏,万军,李超波,陈波,刘键,江莹冰,石莎莉,李勇滔,
申请(专利权)人:中国科学院微电子研究所,
类型:发明
国别省市:
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