反應磁控濺射沉積AlN薄膜特性研究.pdf

1、氮化鋁（AlN）薄膜具有很多突出的物理化學性質，如高折射率、高光學透射比、化學穩(wěn)定性好等特點，近年來倍受國內外廣泛的關注。氮化鋁薄膜還具有良好的耐磨損和耐腐蝕性能，及很高的硬度，是一種很好的光學保護薄膜。目前制備AlN薄膜的方法很多，其中現(xiàn)階段比較成熟的主要有：激光化學氣相沉積法（LCVD）、金屬有機化合物化學氣相沉積法（MOCVD）、分子束外延法（MBE）等。 本文使用反應磁控濺射的方法，利用氮氣和氬氣混合氣體在K9玻璃基底上

2、沉積氮化鋁薄膜。通過正交實驗的方法，發(fā)現(xiàn)氮氣濃度和靶功率對薄膜沉積速率影響顯著，同時研究和分析了各工藝參數(shù)對氮化鋁薄膜沉積速率的影響。利用橢偏儀和分光光度計，測試及分析了薄膜的光學性能。測試表明：氮氣濃度控制在35%-40%之間，制備的AlN薄膜在波長為632.571nm時，折射率在2.1左右，薄膜透明并且可以保證在很寬的波長范圍內，薄膜的消光系數(shù)為零。并且在K9玻璃基底上AlN薄膜的峰值透射比達到90%。使用XRD分析薄膜晶體結構，發(fā)

3、現(xiàn)本實驗方法所沉積的AlN薄膜主要表現(xiàn)在（002）面的擇優(yōu)取向，并分析不同工藝參數(shù)對薄膜結構的影響。使用XPS對AlN薄膜成分進行分析，測試表明：得到了較純的AlN薄膜，其中Al-N鍵占90.02%以上。采用402MVDTV數(shù)顯顯微維氏硬度計測試薄膜硬度，測得薄膜本征硬度最高達到2000HV以上，并分析了薄膜硬度隨工藝參數(shù)的變化情況。最后采用輪廓儀測量AlN薄膜的粗糙度，測得薄膜粗糙度在10nm-16nm之間，可見薄膜表面光滑。此外，比