气压对离子源增强磁控溅射制备氮化铝薄膜的影响

发布时间：2017-06-25 07:19

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【摘要】：目的制备性能优异的氮化铝薄膜。方法采用射频感应耦合离子源辅助直流磁控溅射的方法制备氮化铝薄膜,在不同的气压下,在Si(100)基片和普通玻璃上生长了不同晶面取向的氮化铝薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)分析氮化铝薄膜的结构、晶面取向、表面形貌及薄膜表面粗糙度,使用紫外可见分光光度计测定薄膜的透过率,并计算薄膜的禁带宽度。研究气压的大小对磁控溅射制备氮化铝薄膜微观结构的影响。结果在各气压下,薄膜生长以(100)面取向为主。在0.7 Pa前,(100)面的衍射峰强度逐渐增强,0.7 Pa之后减弱。(002)面衍射峰强度在0.6 Pa之前较大,0.6 Pa之后变小。各气压下薄膜表面均方根粗糙度均小于3 nm,且随着气压的增大先增大后减小,0.7 Pa时最大达到2.678 nm。各气压下所制备薄膜的透过率均大于60%,0.7 Pa时薄膜的禁带宽度为5.4 e V。结论较高气压有利于(100)晶面的生长,较低气压有利于(002)晶面的生长;(100)面衍射峰强度在0.7 Pa时达到最大;随气压的增大,薄膜表面粗糙度先增大后减小;所制备的薄膜为直接带隙半导体薄膜。
【作者单位】： 华南师范大学物理与电信工程学院;华南师范大学实验中心;
【关键词】： 气压 磁控溅射 氮化铝薄膜 离子源 粗糙度 直接带隙
【基金】：广东省自然科学基金(S2013010012548)~~
【分类号】：TB306
【正文快照】： Received:2015-11-06;Revised:2016-02-09Al N是一种性能优异的压电、介电材料,具有纤锌矿结构,属于III—V族化合物半导体材料。氮化铝具有高硬度、高抗击穿场强(10 k V/m)、高热导率(3.2 W/(cm·K))、高电阻率(2×1012Ω·cm)等物理特性。Al N具有与氮化镓、硅相近的热膨胀系

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