氮化鋁薄膜擇優(yōu)取向生長研究.pdf

1、本文實驗用微波電子回旋共振（MW-ECR）等離子體增強射頻反應非平衡磁控濺射方法進行的AlN薄膜的制備。實驗中以高純Al靶為濺射靶材，高純Ar氣為濺射氣體，高純N2氣為反應氣體，采用不同的實驗參數(shù)，分別在單面拋光的Si(111)基片上沉積出了不同擇優(yōu)取向的多晶AlN薄膜。主要使用傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR）、X射線衍射儀(XRD)、臺階儀對AlN薄膜的化學結(jié)構(gòu)、結(jié)晶狀況、沉積速率進行表征。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴沉積溫度

2、、射頻功率、工作氣壓和靶基距對AlN薄膜的化學結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和沉積速率都有重要影響。沉積溫度升高可以增加基片表面反應原子的能量，提高原子的遷移、擴散能力，使薄膜的結(jié)晶更加均勻、致密、有序；射頻功率的大小直接影響著薄膜的沉積能量和沉積速率，而沉積能量又直接決定了AlN薄膜的結(jié)晶質(zhì)量及擇優(yōu)取向性，沉積速率對薄膜晶體的擇優(yōu)取向也有重要影響；工作氣壓的大小決定了分子平均自由程的長度，分子平均自由程又影響了反應原子的碰撞幾率，碰撞次數(shù)影響著反應原

3、子到達基片表面時的沉積能量，沉積能量對AlN薄膜的擇優(yōu)取向性至關(guān)重要；靶基距的大小決定著反應原子沉積過程中的碰撞次數(shù)和薄膜的沉積速率，碰撞次數(shù)少薄膜沉積能量高，適合（002）晶面擇優(yōu)取向AlN薄膜的生長，相反，碰撞次數(shù)多薄膜沉積能量低，適合（100）晶面擇優(yōu)取向AlN薄膜的生長。⑵當微波功率在200W~400W的范圍內(nèi)，微波ECR等離子體對AlN薄膜的（002）晶面擇優(yōu)取向影響不大，薄膜因子的沉積作用與等離子體對薄膜的再濺射作用處于一個