射頻磁控濺射制備AlN薄膜及其性能研究.pdf

1、AlN薄膜具有很多優異的物理性質，如高的熱導率、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，因而在電子領域具有非常廣泛的應用。由于AlN晶體具有各向異性，不同擇優取向的AlN薄膜的力學、電學、光學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薄膜的取向生長機制也不太清楚，為了成功實現AlN薄膜的應用，不僅需要研究其電學、光學等性能，也需要深入研究其力學性能，因而在制備AlN薄膜的基礎上，

2、研究其組成、微觀結構、形貌及力學性能對于AlN薄膜的應用具有重要意義。
　　本文采用射頻反應磁控濺射法在Si(100)基片上制備了纖鋅礦結構的多晶AlN薄膜，實驗采用單參量變化法，研究了濺射氣壓、基體溫度、氮氣含量及靶基距與AlN薄膜的組成、微觀結構、表面形貌和納米力學性能等各項性能之間的內在聯系，為高性能AlN薄膜的制備及應用打下了良好的實驗基礎。結果表明:
　　1、濺射氣壓、基體溫度、N2含量以及靶基距均對AlN薄膜的結

3、晶取向性有重要影響。在單晶硅(100)基片上制備(002)擇優取向AlN薄膜的最佳工藝參數為: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、工藝參數對