中频脉冲磁控溅射沉积氮化铝薄膜及性能研究

摘要

氮化铝薄膜在力学、光学、声学等领域有着广泛的应用前景.研究沉积条件对氮化铝薄膜的结构、性能的影响具有重要意义. 采用纯铝溅射靶、在不同的N2流量比率条件下,采用中频脉冲磁控溅射在Si(001)衬底上制备出氮化铝薄膜.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、椭偏仪研究了N2流量比率对氮化铝薄膜的微观结构、表面形貌、厚度和折射率的影响.研究结果表明,氮化铝薄膜的微观结构、表面形貌、厚度和折射率与N2流量比率有明显的关系,当固定其它沉积条件时,改变N2流量比率会改变薄膜的沉积速率,当沉积速率发生突变时,薄膜的折射率、微观结构、表面形貌也发生相应的变化. 在实验结果的基础上结合反应沉积的表面动力学因素分析了反应气体中N2流量比率对氮化铝薄膜的表面形貌、微观结构、厚度和折射率的影响原因.