磁控濺射沉積氮化鋁薄膜及其光學(xué)性能的研究.pdf

1、本文采用直流反應(yīng)磁控濺射法分別在P型Si(111)基底和玻璃基底上沉積AlN薄膜。實(shí)驗(yàn)采用單參數(shù)變化法,分別改變工作氣壓、基底溫度、濺射電流和氮?dú)夂克膫€(gè)工藝參數(shù),研究其對(duì)所制備的AlN薄膜的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響,為高性能AlN薄膜的制備提供依據(jù)。
　　 本論文的研究結(jié)果表明:
　　 1)在不同工作氣壓下沉積的薄膜主要呈現(xiàn)六方AlN(100)和AlN(110)取向,且隨工作氣壓增大,衍射峰強(qiáng)度逐漸減弱；AlN薄膜的沉積速

2、率隨工作氣壓的增加先增大,后減??；在工作氣壓為0.6Pa時(shí)所沉積的AlN薄膜其禁帶寬度為5.93eV,接近于本征禁帶寬度6.2eV。
　　 2)基底溫度對(duì)AlN薄膜的取向的影響較為顯著?；诇囟仍?00℃附近時(shí),AlN薄膜取向開始由六方的AlN(002)轉(zhuǎn)變?yōu)榱紸lN(100)、AlN(110)；六個(gè)AlN薄膜樣品的AFM掃描圖表明較高溫度有利于形成比較均勻、平整的薄膜；六個(gè)樣品在200-1000nm波段的平均透射率隨基底溫度

3、的升高而有所下降；基底溫度為480℃時(shí),薄膜光學(xué)帶隙為5.93eV。
　　 3)濺射電流對(duì)AlN薄膜的取向有很大的影響。當(dāng)電流增加到0.40A時(shí),薄膜中才出現(xiàn)明顯的h-AlN(100)和AlN(110)衍射峰；AlN薄膜的沉積速率隨濺射電流的增加而增大;隨電流增加,薄膜在整個(gè)測(cè)試波長(zhǎng)范圍的平均透射率明顯下降,薄膜的光學(xué)帶隙逐漸增大到5.93eV。
　　 4)隨氮?dú)夂康脑黾?AlN薄膜中h-AlN(100)和AlN(11