发光学报
髮光學報
발광학보
CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCE
2012年
1期
82-87
,共6页
贾辉%陈一仁%孙晓娟%黎大兵%宋航%蒋红%缪国庆%李志明
賈輝%陳一仁%孫曉娟%黎大兵%宋航%蔣紅%繆國慶%李誌明
가휘%진일인%손효연%려대병%송항%장홍%무국경%리지명
金属有机物气相沉积%AlN%预通三甲基铝(TMAl)%应力
金屬有機物氣相沉積%AlN%預通三甲基鋁(TMAl)%應力
금속유궤물기상침적%AlN%예통삼갑기려(TMAl)%응력
metalorganic chemical vapor deposition%AlN%TMAl preflow%stress
采用有机金属化学气相沉积设备用两步生长法在(0001)蓝宝石衬底上制备AlN薄膜.研究了预通三甲基铝(TMAl)使衬底铝化对外延AlN的影响.利用高分辨X射线衍射(XRD)技术和扫描电子显微镜(SEM)分析了样品的结晶质量以及外延膜中的残余应力.通过SEM观察发现,短时间的预通TMAl处理对AlN薄膜表面的影响不大；但随着预通时间的增加,表面会出现六角形的岛.通过优化TMAl的预通时间可以保护衬底被氮化有利于Al极性面AlN的生长,从而得到的Al极性面AlN表面比较平整；但是预通TMAl时间过长会使衬底表面沉积金属态铝而不容易形成平整的表面.X射线双晶摇摆曲线结果表明:样品的(0002)和(1012)面的X射线双晶摇摆曲线的半峰宽随着预通TMAl时间的不断增加,由此得出薄膜的晶体质量不断下降.这可以解释为:预通TMAl使形成的晶核不再规则,从而在成核层形成了很多亚颗粒降低了晶体质量.进一步对XRD结果分析,我们也发现了这样的应力变化.这种应力的变化起源可以归结于内应力(岛的合并在其晶界引入的应力)与外应力(晶格失配与热失配引起的应力)共同作用的结果.
採用有機金屬化學氣相沉積設備用兩步生長法在(0001)藍寶石襯底上製備AlN薄膜.研究瞭預通三甲基鋁(TMAl)使襯底鋁化對外延AlN的影響.利用高分辨X射線衍射(XRD)技術和掃描電子顯微鏡(SEM)分析瞭樣品的結晶質量以及外延膜中的殘餘應力.通過SEM觀察髮現,短時間的預通TMAl處理對AlN薄膜錶麵的影響不大；但隨著預通時間的增加,錶麵會齣現六角形的島.通過優化TMAl的預通時間可以保護襯底被氮化有利于Al極性麵AlN的生長,從而得到的Al極性麵AlN錶麵比較平整；但是預通TMAl時間過長會使襯底錶麵沉積金屬態鋁而不容易形成平整的錶麵.X射線雙晶搖襬麯線結果錶明:樣品的(0002)和(1012)麵的X射線雙晶搖襬麯線的半峰寬隨著預通TMAl時間的不斷增加,由此得齣薄膜的晶體質量不斷下降.這可以解釋為:預通TMAl使形成的晶覈不再規則,從而在成覈層形成瞭很多亞顆粒降低瞭晶體質量.進一步對XRD結果分析,我們也髮現瞭這樣的應力變化.這種應力的變化起源可以歸結于內應力(島的閤併在其晶界引入的應力)與外應力(晶格失配與熱失配引起的應力)共同作用的結果.
채용유궤금속화학기상침적설비용량보생장법재(0001)람보석츤저상제비AlN박막.연구료예통삼갑기려(TMAl)사츤저려화대외연AlN적영향.이용고분변X사선연사(XRD)기술화소묘전자현미경(SEM)분석료양품적결정질량이급외연막중적잔여응력.통과SEM관찰발현,단시간적예통TMAl처리대AlN박막표면적영향불대；단수착예통시간적증가,표면회출현륙각형적도.통과우화TMAl적예통시간가이보호츤저피담화유리우Al겁성면AlN적생장,종이득도적Al겁성면AlN표면비교평정；단시예통TMAl시간과장회사츤저표면침적금속태려이불용역형성평정적표면.X사선쌍정요파곡선결과표명:양품적(0002)화(1012)면적X사선쌍정요파곡선적반봉관수착예통TMAl시간적불단증가,유차득출박막적정체질량불단하강.저가이해석위:예통TMAl사형성적정핵불재규칙,종이재성핵층형성료흔다아과립강저료정체질량.진일보대XRD결과분석,아문야발현료저양적응력변화.저충응력적변화기원가이귀결우내응력(도적합병재기정계인입적응력)여외응력(정격실배여열실배인기적응력)공동작용적결과.
We studied the effects of trimethyl-aluminum(TMAl)preflow on the properties of AlN films grown on (0001)sapphire substrates via metalorganic chemical vapor deposition using high-temperature treatments.Short TMAl preflow treatments had little effect on the surface morphology of the AlN films,but hexagonal islands appeared on the surface when the TMAl preflow time increased.As the preflow time increased,the crystalline quality decreased and the stress state of the AlN films also changed.The origin of this stress behavior can be explained through a combination of extrinsic stress and intrinsic stress.
