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金刚石基底上制备(002)AlN薄膜的研究
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:光电子.激光
  • 时间:0
  • 页码:1114-1119
  • 分类:O484[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]天津理工大学电子信息工程学院天津市薄膜电子与通信器件重点实验室,天津300384
  • 相关基金:国家自然科学基金(50972105); 天津市科技支撑计划(10ZCKFGX01200); 天津市自然科学基金(09JCZDJC16500 10SYSYJC27700)资助项目
  • 相关项目:高频、高Q值、高稳定性SAW谐振器多层膜材料研究
中文摘要:

首先采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法,在O2/H2/CH4混合气体气氛下利用大功率微波在(100)Si片上生长出了异质外延金刚石膜,X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对薄膜的表征分析结果表明,制备的金刚石膜具有很高的金刚石相纯度,且晶粒排列紧密;继而采用射频磁控反应溅射法,在抛光的金刚石基底上成功制备了高C轴择优取向的氮化铝(AlN)薄膜,研究了不同的溅射气压、靶基距对AlN薄膜制备的影响,XRD检测结果表明,溅射气压低,靶基距短,有利于AlN(002)面择优取向,相反则更有利于AlN薄膜的(103)面和(102)面择优取向;研究了AlN薄膜在以N终止的金刚石基底和纯净金刚石基底两种表面状态上的生长机制,结果发现,以N终止的金刚石基底非常有利于AlN(002)面择优取向生长;从Al-N化学键的形成以及溅射粒子平均自由程的角度,探讨了其对AlN薄膜择优取向的影响。

英文摘要:

The heterogeneous extended diamond films have been deposited on(100) silicon in O2/H2/CH4 mixture atmosphere by microwave plasma chemical vapor deposition(MPCVD)method.We characterize the structure and morphology of diamond films by X-ray diffraction(XRD),Raman spectrometer and field emission scanning electron microscopy(FESEM).The results show that the prepared diamond films have high diamond phase purity and closely arranged grains.AlN thin films with highly C-axis preferential orientation are deposited on polished diamond substrates by RF magnetron sputtering.The influence of sputtering pressure and target-substrate distance on the AlN film preparation has been studied.X-ray diffraction(XRD) tests show that the AlN(002) preferential orientation easily forms at low sputtering pressure and short target-substrate distance,while it is more favorible to the AlN thin films with preferential orientations(103) and(102) under contrary conditions.The growth mechanisms of AlN thin films on different surfaces of diamond substrate are studied.It is found that AlN thin films deposited on nitrogen-terminated diamond substates have AlN(002) preferential oritentation.The influence of the formation of Al-N chemical bond and the mean free path of sputtering particles on the preferential orientation of AlN thin films is also discussed.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551