氮化铝薄膜的进展

<正> 一、前言 最近十几年来,随着社会对薄膜材料的需求越来越多,对它的研究也越来越深入,开发应用也越来越广泛。至今薄膜材料已成为许多尖端技术和新兴技术的基本材料。 薄膜材料的种类较多,如超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、磁性薄膜、光学薄膜、铁电薄膜、压电薄膜、热电薄膜、光电薄膜等。     

FBAR用氮化铝压电薄膜研究

介绍了FBAR用复合氮化铝(AlN)压电薄膜的制作方法。采用双S枪中频(40 kHz)磁控反应性溅射铝靶制作出了AlN压电薄膜。采用双S枪直流(DC)磁控溅射钼(Mo)靶制作出了Mo电极薄膜。对AlN压电薄膜、Mo电极薄膜进行了X线衍射(XRD)分析,结果表明,AlN压电薄膜(002)面、Mo薄膜(110)面择优取向优良。对4″Si基AlN压电薄膜进行了膜厚测试,结果表明,其膜厚均匀性优于±0.5%。对4″Si基AlN压电薄膜、Mo薄膜进行了应力测试,结果表明,其应力分别在-100~+100 MPa及-150~+220 MPa;对4″Si基Mo/AlN/Mo/AlN复合压电薄膜应力进行了应力测试,结果表明,其应力低达-71.518 5 MPa。对4″Si基AlN压电薄膜进行了化学成分分析,结果表明,其Al∶N原子比为51.8∶48.2。     

氮化铝基板薄膜金属化工艺研究

氮化铝（ＡＩＮ）基板由于其优良的热性能和无毒性，成为一种重要的微电子材料。本文从以下三方面研究了氮化铝基板的薄膜金属化问题：（１）金属薄膜同ＡＩＮ基板的附着力；（２）ＡＩＮ基板上薄膜电阻的温度系数；（３）ＡＩＮ基板上ＮｉＣｒ薄膜电阻的功率密度。研究结果表明，氮化铝上薄膜金属化层的附着强度可以大于ＡＩＮ陶瓷本身。成功地将薄膜金属化氮化铝基板应用于功率混合电路和功率对晶体管模块中。     

FBAR用氮化铝压电薄膜研究

介绍了FBAR用复合氮化铝(AlN)压电薄膜的制作方法。采用双S枪中频(40kHz)磁控反应性溅射铝靶制作出了AlN压电薄膜。采用双S枪直流(DC)磁控溅射钼(Mo)靶制作出了Mo电极薄膜。对AlN压电薄膜、Mo电极薄膜进行了X线衍射(XRD)分析,结果表明,AlN压电薄膜(002)面、Mo薄膜(110)面择优取向优良。对?4″Si基AlN压电薄膜进行了膜厚测试,结果表明,其膜厚均匀性优于±0.5%。对?4″Si基AlN压电薄膜、Mo薄膜进行了应力测试,结果表明,其应力分别在-100~+100 MPa及-150~+220 MPa;对?4″Si基Mo/AlN/Mo/AlN复合压电薄膜应力进行了应力测试,结果表明,其应力低达-71.518 5 MPa。对?4″Si基AlN压电薄膜进行了化学成分分析,结果表明,其Al∶N原子比为51.8∶48.2。     

氮化铝薄膜金属化的离子镀技术研究

AlN陶瓷基板具有高导热率、高绝缘电阻率等一系列的优异性能,在许多领域得到广泛应用;目前,促进AlN陶瓷基板应用的关键是其金属化技术。本文介绍了一种高可靠的AlN陶瓷基板的薄膜离子镀技术。     

氮化铝薄膜的低温沉积

介绍了一种 ECR微波放电和脉冲激光沉积相结合低温沉积 Al N薄膜的新方法 .在 ECR氮等离子体环境中用脉冲激光烧蚀 Al靶 ,以低于 80℃的衬底温度在 Si衬底上沉积了 Al N薄膜 .结合样品表征和等离子体光谱分析 ,探讨了膜层沉积的机理 ,等离子体中活性氮物质的存在是 Al- N化合的重要因素 ,等离子体对衬底的辐照促进膜层的形成     

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.     

氮化铝薄膜的低温沉积

介绍了一种ECR微波放电和脉冲激光沉积相结合低温沉积AlN薄膜的新方法.在ECR氮等离子体环境中用脉冲激光烧蚀Al靶,以低于80℃的衬底温度在Si衬底上沉积了AlN薄膜.结合样品表征和等离子体光谱分析,探讨了膜层沉积的机理,等离子体中活性氮物质的存在是Al-N化合的重要因素,等离子体对衬底的辐照促进膜层的形成.     

氮化铝基板薄膜金属化技术

氮化铝陶瓷由于具有热导率高等一系列综合优势。在电力电子及功率微电子技术中具有巨大的应用潜力，目前ＡｌＮ基板应用的关键是金属化技术。本文介绍了ＡｌＮ薄膜金属化技术的特点及可靠性测试情况。     

氮化铝薄膜的制作及其应用

详细叙述了用ＥＣＲ等离子体ＣＶＤ技术生长单晶和多晶不同组织结构的氮化铝薄膜的制法及其性能分析，并介绍了此类薄膜在ＧＨｚ频带声表面波器件中的应用。     

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。     

氮化铝压电薄膜(一)

氮化铝薄膜耐高温、化学性质稳定、绝缘性能好,是优良的压电材料。氮化铝薄膜机电耦合系数大、声速高、高频性能好,适合于制柞声表面波器件。SAW器件与半导体技术的结合是当前发展的一个重要趋势,AlN的高频和低色散性能有助于解决大数据速率的信号处理器件。 本文概述近期氮化铝薄膜的新发展,薄膜的制作技术、结晶学性质、压电性和声学性能,AlN和ZnO压电薄膜的初步比较、AlN薄膜的应用,特别是AlN薄膜在声表面波技术发展中的动向等。     

用磁控溅射技术制备氮化铝薄膜

报道了用磁控溅射制备氮化铝薄膜的工艺过程和实验结果.给出了氮化铝薄膜的光学常数与氩气、氮气压强之间的关系.结果表明,氮化铝薄膜的光学性质,很大程度上取决于氮气和氩气之间的压强比.     

直流磁过滤电弧沉积氮化铝薄膜的研究

利用直流电弧技术在硅基片上制备氮化铝薄膜,研究了薄膜的折射率、消光系数、透过率和沉积速率.薄膜的光学折射率、消光系数、厚度通过椭偏法测试并拟合得到;薄膜的透过率谱通过傅里叶变换红外光谱仪测试,薄膜的沉积速率通过厚度的相应时间计算得到;利用柯希模型来拟合测试得到可见区光学常数,外推得到薄膜在整个近红外、中远红外的光学常数.结果表明:薄膜的折射率随工艺参数的不同有较大的变化范围,并且薄膜在较宽的光谱范围内消光系数为零;薄膜的沉积速率达到85 nm-min-1,单面镀制氮化铝薄膜的硅样片的峰值透过滤达到了69.2%.     

离子束增强沉积氮化铝薄膜的电绝缘性能研究

AlN薄膜作为绝缘层材料，在微电子领域的高温高功率器件中有很大应用潜力。采用离子束增强沉积(IBED)法制备了AlN薄膜，采用X光电子能谱(XPS)和电容-电压/电流-电压(C-V/I-V)等方法对AlN薄膜的微观结构和绝缘性能进行了研究，得到了影响薄膜电绝缘性能的主要参数。研究结果表明，沉积过程中向IBED系统通入一定的氮气可有效提高薄膜的N／Al，使其接近化学计量比(从0．53：1到0．81：1)及电绝缘性能(击穿电场约为1．42MV／cm)。     

用于砷化镓器件的氮化铝薄膜特性

研究了S-枪磁控反应溅射制备的AlN薄膜的晶体结构、组分以及薄膜的电学特性。用Raman散射方法检测了AlN与GaAs。SiON与GaAs的界面应力,并用AES方法对比研究了AlN/GaAs,SiON/GaAs经800C快速热退火前后两种薄膜对GaAs的掩蔽作用。高温快速热退火后,SiON保护层对GaAs掩蔽失效、界画应力大;而AlN薄膜界面应力小,能有效地防止Ga,As的外扩散。表明AlN对GaAs集成电路技术是一种非常好的绝缘介质、钝化和保护材料。     

氮化铝薄膜及其掺锰的光致发光

用射频磁控反应溅射的方法,以Ａｌ及Ａｌ＋ＭｎＦ２为靶材,石英玻璃为衬底,在不同的射频功率下,制备了ＡｌＮ多晶态徘晶态两类薄膜。发现非晶态吸收峰位置较多晶态薄膜向短波移动２０ｎｍ,对于非晶态薄膜,通过喇曼光谱的分析,得到了ＡｌＮ薄膜的特征声子能量的信息。首次用金属Ａｌ和块状ＭｎＦ２共溅射的方法,制备了ＡｌＮ：ＭｎＦ２薄膜,在退火后的多晶态样品中,测得了Ｍｎ的特征光致发光。     

氮化铝薄膜的进展(续)

<正> 三、氮化铝薄膜的结构和成分 氮化铝薄膜的结构依从于它的制造工艺和基片材料。在其他条件相同下,用不同的工艺可以制造出结构不同的薄膜。同样的,即使在工艺完全相同下,若所用基片材料不同,会得出结构各异的薄膜。 在氮化铝薄膜的结构中,包括有组织结构和晶体结构,此外,还有各种结构缺陷。     

复合氮化铝压电薄膜研制及其应用

采用中频(MF,40 kHz)双S枪磁控反应溅射制备出了氮化铝(AlN)压电薄膜;采用直流磁控溅射法制作了Mo电极薄膜;采用脉冲DC磁控溅射Au、Cr、Al靶分别制作Au/Cr底电极薄膜及Al/Cr顶电极薄膜。通过对AlN压电薄膜、Mo及Au电极薄膜进行了X线衍射(XRD)分析,结果表明,复合AlN压电薄膜(002)面、Mo薄膜(110)面及Au薄膜(111)面择优取向优良,说明选用Al/Cr/AlN/Au/Cr/YAG复合结构压电薄膜能研制出Ku波段及K波段声体波微波延迟线(BAWDL),其Ku及K波段BAWDL器件插入损耗分别低至43.7 dB、54.6 dB。