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等离子增强原子层沉积低温生长AlN薄膜

冯嘉恒 唐立丹 刘邦武 夏洋 王冰

等离子增强原子层沉积低温生长AlN薄膜

冯嘉恒, 唐立丹, 刘邦武, 夏洋, 王冰
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  • 采用等离子增强原子层沉积技术在单晶硅基体上成功制备了AlN晶态薄膜, 利用椭圆偏振仪、原子力显微镜、小角掠射X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、 X射线光电子能谱仪对样品的生长速率、表面形貌、晶体结构、薄膜成分进行了表征和分析, 结果表明, 采用等离子增强原子层沉积制备AlN晶态薄膜的最低温度为200 ℃, 薄膜表面平整光滑, 具有六方纤锌矿结构与(100)择优取向, Al2p与N1S的特征峰分别为74.1 eV与397.0 eV, 薄膜中Al元素与N元素以Al-N键相结合, 且成分均匀性良好.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61106060)、 中国科学院知识创新工程重大项目(批准号: Y2YF028001)、 国家高技术研究发展计划(批准号: 2012AA052401)、 国家教育部重点项目(批准号: 212031)和辽宁省教育厅一般项目(批准号: L2011098)资助的课题.
    [1]

    Schulz M 1999 Nature. Vol. 399 729

    [2]

    Perros A, Bosund M, Sajavaara T, Laitinen M, Sainiemi L, Huhtio T, Lipsanen H 2012 American Vacuum Society. Vol. 30 011504

    [3]

    Jussila H, Mattila P, Oksanen J, Perros A, Riikonen J, Bosund M, Varpula A, Huhtio T, Lipsanen H, Sopanen M 2012 Appl. Phys. Lett. 100 071606

    [4]

    Hwang J, Schaff W J, Green B M, Cha H, Eastman L F 2004 Solid-State Electronics 48 363

    [5]

    Zhou L, Ni X, Ozgur U, Morkoc H, Devaty R P, Choyke W J, Smith David J 2009 Journal of Crystal Growth 311 1456

    [6]

    Zhou C H, Zheng Y D, Deng Y Z, Kong Y C, Chen P, Xi D J, Gu S L, Shen B, Zhang R, Jiang R L, Han P, Shi Y 2004 Acta Phys. Sin. 53 3888 (in Chinese) [周春红, 郑有, 邓咏桢, 孔月婵, 陈鹏, 席冬娟, 顾书林, 沈波, 张荣, 江若琏, 韩平, 施毅 2004 物理学报 53 3888]

    [7]

    Claudel A, Blanquet E, Chaussende D, Boichot R, Doisneau B, Berthome G, Crisci A, Mank H, Moisson C, Pique D, Pons M 2011 Journal of Crystal Growth 335 17

    [8]

    Chen Z, Newman S, Brown D, Chung R, Keller S, Mishra U K, Denbaars S P, Nakamura S 2008 Appl. Phys. Lett. 93 191906

    [9]

    Reid K G, Dip A, Sasaki S, Triyoso D, Samavedam S, Gilmer D, Gondran C F H 2009 Thin Solid Films 517 2712

    [10]

    Marichy C, Bechelany M, Pinna N 2012 Adv. Mater. 24 1017

    [11]

    George S M 2010 Chem. Rev. 110 111

    [12]

    Ozgit C, Donmez I, Alevli M, Biyikli N 2012 Thin Solid Films 520 2750

    [13]

    Gu J H, ZhouY Q, Zhu M F, Li G H, Ding K, Zhou B Q, Liu F Z, Liu J L, Zhang Q F 2005 Acta Phys. Sin. 54 1890 (in Chinese) [谷锦华, 周玉琴, 朱美芳, 李国华, 丁琨, 周炳卿, 刘丰珍, 刘金龙, 张群芳 2005 物理学报 54 1890]

    [14]

    Tian M B 2006 Thin Film Technologies and Materials (1st Ed.) (Beijing: Tsinghua University Press) p271 (in Chinese ) [田民波 2006 薄膜技术与薄膜材料 (第一版) (北京: 清华大学出版社) 第271页]

    [15]

    Dalmau R, Collazo R, Mita R, Sitar Z 2006 Journal of Electronic Materials 36 414

  • [1]

    Schulz M 1999 Nature. Vol. 399 729

    [2]

    Perros A, Bosund M, Sajavaara T, Laitinen M, Sainiemi L, Huhtio T, Lipsanen H 2012 American Vacuum Society. Vol. 30 011504

    [3]

    Jussila H, Mattila P, Oksanen J, Perros A, Riikonen J, Bosund M, Varpula A, Huhtio T, Lipsanen H, Sopanen M 2012 Appl. Phys. Lett. 100 071606

    [4]

    Hwang J, Schaff W J, Green B M, Cha H, Eastman L F 2004 Solid-State Electronics 48 363

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    Zhou L, Ni X, Ozgur U, Morkoc H, Devaty R P, Choyke W J, Smith David J 2009 Journal of Crystal Growth 311 1456

    [6]

    Zhou C H, Zheng Y D, Deng Y Z, Kong Y C, Chen P, Xi D J, Gu S L, Shen B, Zhang R, Jiang R L, Han P, Shi Y 2004 Acta Phys. Sin. 53 3888 (in Chinese) [周春红, 郑有, 邓咏桢, 孔月婵, 陈鹏, 席冬娟, 顾书林, 沈波, 张荣, 江若琏, 韩平, 施毅 2004 物理学报 53 3888]

    [7]

    Claudel A, Blanquet E, Chaussende D, Boichot R, Doisneau B, Berthome G, Crisci A, Mank H, Moisson C, Pique D, Pons M 2011 Journal of Crystal Growth 335 17

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    [11]

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    Ozgit C, Donmez I, Alevli M, Biyikli N 2012 Thin Solid Films 520 2750

    [13]

    Gu J H, ZhouY Q, Zhu M F, Li G H, Ding K, Zhou B Q, Liu F Z, Liu J L, Zhang Q F 2005 Acta Phys. Sin. 54 1890 (in Chinese) [谷锦华, 周玉琴, 朱美芳, 李国华, 丁琨, 周炳卿, 刘丰珍, 刘金龙, 张群芳 2005 物理学报 54 1890]

    [14]

    Tian M B 2006 Thin Film Technologies and Materials (1st Ed.) (Beijing: Tsinghua University Press) p271 (in Chinese ) [田民波 2006 薄膜技术与薄膜材料 (第一版) (北京: 清华大学出版社) 第271页]

    [15]

    Dalmau R, Collazo R, Mita R, Sitar Z 2006 Journal of Electronic Materials 36 414

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-04
  • 修回日期:  2013-01-07
  • 刊出日期:  2013-06-05

等离子增强原子层沉积低温生长AlN薄膜

  • 1. 辽宁工业大学, 材料科学与工程, 锦州 121001;
  • 2. 中国科学院微电子器件与集成技术重点实验室, 北京 100029
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61106060)、 中国科学院知识创新工程重大项目(批准号: Y2YF028001)、 国家高技术研究发展计划(批准号: 2012AA052401)、 国家教育部重点项目(批准号: 212031)和辽宁省教育厅一般项目(批准号: L2011098)资助的课题.

摘要: 采用等离子增强原子层沉积技术在单晶硅基体上成功制备了AlN晶态薄膜, 利用椭圆偏振仪、原子力显微镜、小角掠射X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、 X射线光电子能谱仪对样品的生长速率、表面形貌、晶体结构、薄膜成分进行了表征和分析, 结果表明, 采用等离子增强原子层沉积制备AlN晶态薄膜的最低温度为200 ℃, 薄膜表面平整光滑, 具有六方纤锌矿结构与(100)择优取向, Al2p与N1S的特征峰分别为74.1 eV与397.0 eV, 薄膜中Al元素与N元素以Al-N键相结合, 且成分均匀性良好.

English Abstract

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