射頻磁控濺射制備AlN薄膜及其性能研究.pdf

1、AlN薄膜具有很多優(yōu)異的物理性質(zhì)，如高的熱導(dǎo)率、高的硬度、高的聲表面波傳播速度、高電阻率、較好的壓電性、寬的能隙值等，因而在電子領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。由于AlN晶體具有各向異性，不同擇優(yōu)取向的AlN薄膜的力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等性能會有明顯差異，通常(002)取向的AlN薄膜比較難以得到，AlN薄膜的取向生長機(jī)制也不太清楚，為了成功實(shí)現(xiàn)AlN薄膜的應(yīng)用，不僅需要研究其電學(xué)、光學(xué)等性能，也需要深入研究其力學(xué)性能，因而在制備AlN薄膜的基礎(chǔ)上，

2、研究其組成、微觀結(jié)構(gòu)、形貌及力學(xué)性能對于AlN薄膜的應(yīng)用具有重要意義。
　　本文采用射頻反應(yīng)磁控濺射法在Si(100)基片上制備了纖鋅礦結(jié)構(gòu)的多晶AlN薄膜，實(shí)驗(yàn)采用單參量變化法，研究了濺射氣壓、基體溫度、氮?dú)夂考鞍谢嗯cAlN薄膜的組成、微觀結(jié)構(gòu)、表面形貌和納米力學(xué)性能等各項(xiàng)性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，為高性能AlN薄膜的制備及應(yīng)用打下了良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。結(jié)果表明:
　　1、濺射氣壓、基體溫度、N2含量以及靶基距均對AlN薄膜的結(jié)

3、晶取向性有重要影響。在單晶硅(100)基片上制備(002)擇優(yōu)取向AlN薄膜的最佳工藝參數(shù)為:濺射氣壓0.2Pa、基體不加熱、N2流量比率為50％、靶基距為3cm。
　　2、在其它工藝參數(shù)都一定的條件下，升高基體溫度，或是增大濺射氣壓、靶基距，都會使AlN薄膜的表面粗糙度減小。
　　3、濺射氣壓和基體溫度均對AlN薄膜的組成和抗氧化性影響較大，減小濺射氣壓或基體溫度可使薄膜的純度較高、抗氧化性較好。
　　4、工藝參數(shù)對