磁控溅射

在反应磁控溅射中,沉积薄
膜的质量如取向性和致密性等与多种工艺因素有关,如溅射功率、衬底温度、气压比例和靶-基片距离等。
一般来讲,溅射功率越高,沉积速率越大,但溅射功率过大时可能影响AlN的有序生长以至薄膜中出现
过多的Al,因此溅射功率应选择恰当。衬底温度影响AlN薄膜的成核和生长,温度较低时,沉积物原子迁移
率低,新生核不易聚集,容易得到晶粒细小的沉积膜;温度较高的时候,沉积物原子扩散充分,薄膜晶体生长
完整,但晶粒可能粗大,为得到晶粒细小,同时其中缺陷也较少的薄膜,衬底温度也必须选择合适。气压大小
和气压比例也是反应溅射中的一个重要参数,它对于溅射速率、沉积速率和薄膜质量都有影响,低的溅射气
压意味着较少的电离溅射气体,因而溅射速率也较低,沉积速率就低;过高的气压又会使溅射物质的自由程
减小,同样也会导致沉积速率降低;在反应磁控溅射沉积AlN薄膜的过程中,N2是既参与溅射又参与反应
生成AlN的物质,理论上,N2的比例应当与溅射生成的Al的量成比例,然而N2的溅射产额低于Ar,因此过
多的N2会使沉积速率下降,究竟何种气压比合适是一个值得研究的工艺参数。另外,溅射过程中,溅射靶
与基片距离也是一个重要因素,当溅射气压一定时,靶-基距离增加将导致溅射物质的散射损失增加,使沉积
速率降低;另一方面,靶-基距离的变化会导致AlN薄膜沉积均匀性的变化,针对一定大小的溅射靶,满足均
匀沉积的靶-基距离在一个不大范围内,因此要达到一定的沉积速率须适当调节溅射气压等其它工艺参数。