预通三甲基铝对AlN薄膜的结构与应变的影响

摘要：

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.

关键词：金属有机物气相沉积、AlN、预通三甲基铝(TMAl)、应力

分类号：O484.1(固体物理学)

资助基金：国家基础研究发展计划2011CB301901;国家自然科学基金51072196,51072195;国家"863"计划2011AA03A111

在线出版日期：2012-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：82-87