溅射气压对蓝宝石基ScAlN薄膜的影响

摘要

采用直流磁控溅射在(0001)蓝宝石基片上制备Sc掺杂AlN(ScAlN)薄膜,所用靶材是ScAl合金靶(Sc0.06Al0.94)。通过X线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)测量其结晶取向和表面形貌,通过压电响应显微镜(PFM)测量其压电性能。结果表明,溅射气压是影响薄膜结晶质量和压电性能的重要因素。随着气压从0.3Pa增加到0.7Pa,薄膜的结晶质量和表面形貌会先变好后变差,薄膜的压电常数也有相似的变化规律。最后,当溅射气压为0.5Pa时获得了高度c轴取向的ScAlN薄膜,薄膜的摇摆曲线半高宽(FWHM)为2.6°,表面粗糙度(RMS)为2.650nm,压电常数为8.1pC/N。