AlN薄膜室温直接键合技术

采用离子束增强沉积技术在100mm硅片上制备大面积均匀AlN薄膜,原子力显微镜(AFM)显示其表面平整光滑,均方根粗糙度(RMS)为0.13nm,满足直接键合的需要.同时,采用智能剥离技术成功实现了室温下AlN与注氢硅片的直接键合,形成了以AlN薄膜为埋层的SOI结构,即AlN上的硅结构(SOAN).用扩展电阻、卢瑟福背散射-沟道、剖面透射电镜等技术分析了所形成的SOAN结构.     

利用键合方法转移薄膜材料

阐述了利用键合方法转移薄膜材料的技术及其应用。最人竞争力的转移固体薄膜技术主要有键合加选择性腐蚀工艺和注氢智能剥离工艺，这种技术解决了外延生长难以解决的晶格失配问题，为改善器件结构及性能提供了巨大的潜力。     

AlN基片的薄膜金属化

讨论了ＡｌＮ基片的薄膜金属化。通过试验,确定了有效的清洗方法及优化溅射参数。实验证明,ＴｉＷ－Ａｕ 是ＡｌＮ的优良金属化体系。ＡｌＮ材料经激光划片后出现导电物质, 经稀盐酸处理可去掉导电物质     

AlN薄膜的热应力模拟计算

本文通过ANSYS有限元分析软件对薄膜的热应力进行了模拟计算,并通过理论计算验证了其合理性.模拟出了薄膜应力值及分布情况,分析了薄膜沉积温度与薄膜厚度对薄膜度应力的影响.从模拟的结果可以看出,薄膜上表面X方向应力主要集中在薄膜中心,边缘应力较小,但边缘的形变较大;薄膜的热应力随着薄膜沉积温度的升高而增大,随着膜厚的增加...     

AlN薄膜制备技术研究

采用磁控溅射法制备了AlN薄膜并研究了射频(RF)等离子清洗对AlN薄膜结晶取向度的影响,实验表明,RF等离子清洗基片3min后AlN薄膜c轴取向摇摆曲线半峰宽达到1.3°;通过Mo薄膜衬底对AlN薄膜结晶取向度的影响发现,取向度好的Mo薄膜衬底有利于c轴取向AlN薄膜的生长;Ar气体流量对AlN薄膜应力的影响使AlN薄膜应力从-390(压应力)~73 MPa(张应力)可调。     

离子束增强沉积AlN薄膜的研究

利用离子束增强沉积9IBED）法成功地在Si(100）衬底上合成了大面积均匀的非晶AlN薄膜。XRD和XPS测试结果证实该薄膜为非晶且无单质Al和N2存在,随着Al蒸发速率的提高,N/Al下降,在0.05nm/s及0.10nm/s的蒸发速率下制得的薄膜N／Al分别为0.402:1和0.250:1。SRP测试结果表明,随着Al蒸发速率的提高,表面电阻下降,并助在0.05nm/s的速率下制得的薄均匀致密,表面电阻高于10^8Ω,性能良好,而当蒸发速率≥0.25nm/s时,薄膜绝缘性能迅速下降。AFM分析显示薄膜呈岛状分布,且0.05nm/s制取的样品表面呈鹅卵石密堆积,颗粒均匀,表面比0.10nm/s样品起伏平缓、光滑,薄膜的生长机制可能是三维岛状生长。     

室温下脉冲激光沉积制备高取向度AlN薄膜

用脉冲激光沉积(PLD)方法,在p-Si(100)衬底上、室温下和不同N2氛围中制备了高度取向的AlN薄膜,并利用X射线衍射(XRD)仪、傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪和扫描电子显微镜(SEM)对样品的特征进行了研究.结果表明,在从5×10-6～5.0 Pa的N2气压范围内,制备的薄膜都呈现h＜100＞晶向,并且随着气压的升高,样品的结晶度有明显的提高.另外,随着N2浓度的增大,Al-N键的结合度增强,AlN晶粒的尺寸增大,在样品表面出现杂散晶粒,薄膜的粗糙度增大.     

c轴择优取向AlN薄膜的制备研究

采用MOCVD法在蓝宝石(0001)单晶衬底上生长AlN压电薄膜。用XRD和原子力显微(AFM)技术表征薄膜的微观结构。研究了衬底温度、TMA和NH3流量、反应室气压对AlN薄膜织构特性的影响,并对薄膜生长的工艺参数进行了相应优化。结果表明:在优化条件下制备的AlN薄膜高度c轴择优取向,(0002)峰摇摆曲线半高宽仅为0.10°,且薄膜表面平整,椭圆偏振法测出其折射率为2.0～2.4。     

硅基AlN薄膜制备技术与测试分析

采用直流磁控反应溅射法,在Si(100),Al/Si(100)和Pt/Ti/Si(100)等多种衬底上制备了用于MEMS器件的AlN薄膜．用XRD和AES对薄膜的结构和组分进行了分析,通过优化工艺参数,得到了提高薄膜择优取向的方法,并分析了不同衬底上AlN晶粒生长的有关机理．制备的AlN薄膜显示出良好的〈002〉择优取向性,摇摆曲线的半高宽达到5.6°．     

Investigation of AlN Thin Films as Buried Insulator in SOI Structure

Self-heating effects in silicon-on-insulator (SOI) devices limit the applicability of SOI materials in electronics in cases where high power dissipation is expected. AlN film as a potential candidate for buried insulator material in SOI-structures is investigated. Ion-beam-enhanced deposition (IBED) is used to manufacture large area AlN films. SIMS measurements indicate the formation of AlN films. The characterization of the films reveals that the quality of the films strongly depends on the evaporation rate of Al. For the film with high quality deposited at 0.05nm/s, it has higher component of N, excellent dielectric property and a smoother surface with roughness RMS value of 0.13nm, and can be bonded directly at room temperature by the smart-cut process. SOI structure with the AlN film as buried insulator has formed successfully for the first time, which is confirmed by XTEM micrograph.     

氮化铝薄膜的椭偏法研究

文章采用真空磁过滤电弧离子镀法在单晶Si(100)基片上成功制备了氮化铝(AlN)薄膜,并利用椭偏法对AlN膜进行了研究.根据沉积方法的特点,建立合适的膜系进行拟合,得到薄膜的折射率、消光系数和几何厚度;分析薄膜与基片之间的附着方式为简单附着,以及引起薄膜材料比块体材料折射率偏小的原因为:薄膜中含有空隙,Al/N不符合化学剂量比,薄膜表面形成了Al2O3钝化层.     

激光熔蚀反应淀积AlN薄膜残余应力及热稳定性的研究

激光熔蚀反应淀积于 Si(10 0 ) ,Si(111)基底上的 Al N薄膜是高质量高取向性的 Al N多晶膜 ,薄膜与基底的取向关系为 Al N(10 0 )∥ Si(10 0 ) ,Al N(110 )∥ Si(111)。薄膜具有较低的残余应力和较好的热稳定性。实验结果表明 ,当氮气压强和放电电压分别为 10 0× 133.33Pa和 6 50 V时 ,薄膜的残余应力低于 3GPa。此样品在纯氧环境 50 0℃时 ,经过 3h的退火 ,红外吸收谱检测未发现有Al2 O3 特征峰出现。对 Al N/Cu双层膜的研究表明所制备的 Al N薄膜在金属薄膜的防护上也有潜在的应用价值。     

氮化铝薄膜的厚度对场发射特性的影响

采用射频磁控溅射方法,在n型(100)Si基底上沉积了不同厚度(20~150 nm)纤锌矿结构的纳米AlN薄膜。在超高真空系统中测量了不同膜厚样品的场发射特性,发现阈值电场随着厚度的增加有增大的趋势。厚度为44 nm的AlN薄膜样品具有最低的阈值电场(10 V/μm),当外加电场为35 V/μm时,最高发射电流密度为284μA/cm2。AlN薄膜场发射F-N曲线表明,在外加电场作用下,电子隧穿了AlN薄膜表面势垒发射到真空。     

反应淀积氮化铝薄膜及其性质的研究

实验使用脉冲激光熔蚀金属铝靶,使溅射的物质粒子和真空室中的氮气反应以淀积氮化铝（ＡｌＮ）薄膜,淀积时引入氮气直流放电以促使Ａｌ和Ｎ发生完全反应制备高质量符合化学计量比的ＡｌＮ薄膜。讨论了脉冲能量密度、基底温度、气体放电对所沉积薄膜组织结构的影响。实验结果表明,当ＤＥ＝１．０Ｊ·ｃｍ－２,ＰＮ２＝１３．３３３ｋＰａ,Ｔｓｕｂ＝２００℃,Ｖ＝６５０Ｖ,ｆ＝５Ｈｚ,ｄＳ－Ｔ＝４ｃｍ时,高质量的ＡｌＮ薄膜被成功地沉积于Ｓｉ（１００）基片上。分析表明薄膜是具有高取向性的ＡｌＮ（１００）多晶膜,薄膜的能带间隙约为６．２ｅＶ,其电阻率和击穿电场分别为２×１０１３Ω·ｃｍ和３×１０６Ｖ·ｃｍ－１。     

一种应用于12 GHz的AlN多层陶瓷外壳

以AlN材料为陶瓷基材,采用陶瓷绝缘子的射频传输端口结构及陶瓷焊球阵列封装形式,结合多层陶瓷加工工艺,设计并制备了一款可封装多个芯片的X波段AlN陶瓷外壳。采用应力仿真软件对外壳进行结构设计,利用电磁仿真软件对该外壳的射频端口进行仿真优化。采用微带线直接穿墙形式,设计了共面波导-带状线-共面波导的射频传输结构,并与陶瓷外壳进行一体化设计和制作。利用GSG探针对外壳样品进行测试,实测结果表明,在0~12 GHz频段内,外壳射频端口的插入损耗不小于-0.5 dB,回波损耗不大于-15 dB,AlN一体化外壳尺寸为10.25 mm×16.25 mm×4 mm,可广泛应用于高频高速信号一体化封装领域。     

Integrated approach to electrode and AlN depositions for bulk acoustic wave (BAW) devices

This paper investigates the (002) texture of AlN films deposited by reactive pulsed direct current sputtering on Al, Al–Cu, W and Mo metal electrodes. X-Ray diffraction and atomic force microscopy studies show that the AlN texture is dependent on the deposition conditions and nature of the underlayers. A smooth underlayer with a sharp texture represents the best combination of properties. AlN films with a full width at half maximum less than 1.5 have been deposited on the electrodes studied. It is also possible to deposit well-textured electrodes with a roughness less than 2.5 nm.     

溅射功率对AlN薄膜结构形貌的影响

采用直流反应磁控溅射法在Si(111)基片上制备了AlN薄膜,利用X线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)对不同溅射功率下制备的AlN薄膜的结构及形貌进行了分析表征。结果表明:在一定范围内,随着溅射功率的增大,薄膜厚度增加,晶粒逐渐长大,表面粗糙度也随之增大;AlN(002)择优取向改善明显,120W时达到最佳。