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1、第29卷第6期压电与声光Vol.29No.62007年12月PIEZOELECTECTRICS&ACOUSTOOPTICSDec.2007文章编号:10042474(2007)06072303硅基氮化铝薄膜的AFM和XPS分析刘文,王质武,杨清斗,卫静婷(深圳大学光电子学研究所,广东省光电子器件与系统重点实验室,光电子器件与系统教育部重点实验室,广东深圳518060)摘要:在Si(111)基底上利用直流磁控溅射系统沉积氮化铝(AlN)薄膜,X射线衍射分析薄膜结构和取向,原子力显微镜分析薄膜表面形貌,X射线光电子能谱分析薄膜的元素化学价态和
2、组分。结果表明,生长的AlN薄膜具有良好的(100)择优取向,其半峰宽为0.3。薄膜表面粗糙度为0.23nm,表面均方根粗糙度为0.30nm,z轴方向最高突起约3.25nm。薄膜表面组分为Al、N、O、C元素,其中C、O主要以物理吸附方式存在于薄膜表面,而Al、N元素的存在方式主要是AlN化合物,深度剥蚀分析表明获得的AlN薄膜接近其化学计量比。关键词:氮化铝;直流磁控溅射;原子力显微镜;X射线光电子能谱;化学计量比中图分类号:O484文献标识码:AAFMandXPSAnalysisoftheAlNThinFilmontheSiSubstrateLIUWen
3、,WANGZhiwu,YANGQingdou,WEIJingting(InstituteofOptoelectronics,ShenzhenUniversity,KeyLab.ofOptoelectronicDevicesandSystems,GuangdongProvice,KeyLab.ofOptoelectronicDevicesandSystems,MinistryofEducation,Shenzhen518060,China)Abstract:AluminumnitridethinfilmhasbeendepositedonSi(111)subs
4、tratebyusingaDCmagnetronsputteringsystem.ThecrystallinestructureandorientationoftheAlNfilmwerestudiedbyXraydiffraction(XRD).Surfacemorphologyofthefilmwasobservedbyatomicforcemicroscopy(AFM).ThesurfacecompositionsandchemicalenvironmentsofthefilmwerecharacterizedbyXrayphotoelectronspec
5、troscopy(XPS).Thefilmshowsaexcellentpreferredorientationof(100)andits'FWHMis0.3.SurfaceroughnessparameterswereRa=0.23nm,RMS=0.30nmandRz=3.25nm.XPSdatashowthatAl、N、C、OelementswereexistedonthesurfaceoftheAlNfilm.C1sandO1sbindingenergyindicatethatthetwoelementsmainlyexistedbyphysicallyads
6、orbed.Al2pandN1sbindingenergyprovetheformationoftheAlNfilm.TheXPSdepthprofileanalysisindicatesthatthefilmpresentacompositionhighlyclosetoAlNstoichiometric.Keywords:aluminumnitride;DCmagnetronsputteringsystem;atomicforcemicroscopy;Xrayphotoelectronspectroscopy;stoichiometric近年来,氮化铝(A
7、lN)作为宽能隙直接能带结向、表面粗糙度小、理想化学计量比以及低氧的构化合物半导体材料,由于其具有高热导率、高击穿AlN薄膜,在应用中是有其重大意义的。本文采用电压、高硬度、优良的压电特性、高声表面波(SAW)直流磁控反应溅射法,在Si(111)衬底上制备AlN传播速度和化学稳定性,在表(体)声波器件、发光器薄膜,结合X射线衍射(XRD)、原子力显微镜[12]件和电子器件封装等方面具有很好的应用前景。(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)等对AlN薄膜AlN薄膜材料作为SAW器件的应用,要求具有尽进行了分析和讨论。可能高的(100)取向,良好的
