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《氮化鋁薄膜制備及性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、兩華大學(xué)碩+學(xué)位論文氮化鋁薄膜制備及性能研究材料加工工程研究生李瑞霞指導(dǎo)教師彭啟才在這篇論文中，AIN薄膜是由中頻脈沖磁控濺射制備，主要考察了不同襯底溫度和退火溫度對A1N薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響，特別研究了A1N薄膜的光學(xué)性質(zhì)和發(fā)光特性。結(jié)晶材料A1N具有6．28eV的直接帶隙使得其在紫外光范圍具有透光窗口，如果進行摻雜還可能得到在紫外光范圍內(nèi)發(fā)光的光電器件。A1N有許多十分有用的機械和電學(xué)性質(zhì)，它具有的高硬度、高熱導(dǎo)性、耐高溫、耐腐蝕，與Si和GaAs有合理的溫度適配性，使得A1N能夠作為很好的
2、電子封裝材料。同時AlN不受電磁輻射、電子和離子轟擊的影響。另外，A1N還能與GaN形成合金A1GaN，從而能夠制造出基于A1GaN／GaN的電子和光學(xué)器件，這種器件能夠在綠光波長到紫外光波長都有效，這是十分誘人的。最常用于生長A1N薄膜的技術(shù)是反應(yīng)磁控濺射技術(shù)，用射頻和直流磁控濺射研究了AIN薄膜的生長條件。該方法簡單易行而且便宜。盡管使用的是純金屬燦靶，但是如果直接用直流濺射，在工作一段時間之后靶表面和真空室內(nèi)其它部件上就會覆蓋上一層絕緣的A1N薄膜，導(dǎo)致靶中毒和陽極消失現(xiàn)象出現(xiàn)。為了解決這
3、些問題，我們在這里使用了中頻電源和孿生靶技術(shù)，在這項技術(shù)中，孿生靶在濺射過程中互為陰陽極。由于AIN薄膜的應(yīng)用與其質(zhì)量密切相關(guān)，為此我們研究在磁控濺射制備A1N薄膜的過程中，襯底溫度和退火溫度對薄膜的微結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的影響，以及不同的襯底對微結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的影響，從而找到A1N薄膜的最佳制備工藝。在不同襯底上沉積tklN薄膜，其薄膜的擇優(yōu)取向不同，所得到的性能也不相同。在石英襯底上得到(101)擇優(yōu)取向的A1N薄膜，由AFM得出表面光滑，晶粒細?。辉诓Ａбr底上得到C軸垂直于基片生長的(002)晶向的A
4、1N西華人學(xué)碩士學(xué)位論文薄膜，表面結(jié)晶狀況良好，晶粒的尺寸較大；在硅襯底上得到平行于基片生長的(100)晶向和傾斜于基片生長的(110)晶向的多晶薄膜。在Si襯底上，襯底溫度為190℃時表面粗糙度較大，生成了A1N(110)，其衍射峰強度較弱。隨后隨著襯底溫度上升，有利于制備(110)面擇優(yōu)取向的A1N薄膜，但是表面粗糙度變大。通過不同退火條件下的A1N薄膜的表面形貌和結(jié)構(gòu)分析，樣品氮氣保護氣下在不同退火溫度退火后，薄膜的表面平整，基本上沒有缺陷和空洞，薄膜表面致密晶粒大小比較均勻。700。C為
5、合適的退火溫度，過高的退火溫度不但不利于薄膜的結(jié)晶取向反而使薄膜的結(jié)晶情況變差。利用1stOpt分析軟件，采用Forouh．Bloomer色散模型對A1N薄膜的反射光譜進行光學(xué)擬合。折射率在1．9～2．3之間，且隨波長增大而減小；消光系數(shù)小于0．006，說明該薄膜有良好的透光性；說明較高的退火溫度有利于高折射率A1N薄膜的生成。對樣品的發(fā)光特性進行分析，在紫光范圍內(nèi)用不同的激發(fā)波長照射同一樣品得出發(fā)光譜峰的位置幾乎是相同的，發(fā)光譜峰相對強度是不同的，發(fā)光光譜峰是和雜質(zhì)能級相關(guān)的，結(jié)果顯示樣品中存
6、在多種雜質(zhì)。不同襯底上的薄膜的發(fā)光譜峰的位置是不同的，意味著不同的雜質(zhì)存在不同的襯底中。通過光致發(fā)光研究了制備條件對發(fā)光和相關(guān)雜質(zhì)的影響。關(guān)鍵詞：氮化鋁；中頻磁控反應(yīng)濺射；結(jié)構(gòu)和粗糙度；反射；光致發(fā)光II兩華大學(xué)碩士學(xué){_奇=論文PreparationandCharacterizationofAINthinfilmsMaterialprocessingprojectPostgraduateLiRuixiaSupervisorProf．PengQicaiInthisthesis，A1Nthinfi
7、lmsarepreparedbymediumfrequencymagnetronsputtering．TheeffectsofthesubstratetemperatureandannealingtemperatureonthestudiedandpropertiesofA1Nthinfilmshavebeenstudied，especially,theopticalpropertiesandphotoluminescenceoftheA1Nthinfilmshavebeenstudied．Cr
8、ystallizationmaterialA1N，withdirectbandgapof6．28eV,istransparentatrearvioletregion，ifdoped，A1Nthinfilms，Canbeusedforphotoelectronicdevicesintherangeofviolet．Becauseofitshighhardness，highthermalconductance，hightemperatureresistance，corrosionresistanta
