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本文实验用微波电子回旋共振(MW-ECR)等离子体增强射频反应非平衡磁控溅射方法进行的AlN薄膜的制备。实验中以高纯Al靶为溅射靶材,高纯Ar气为溅射气体,高纯N2气为反应气体,采用不同的实验参数,分别在单面抛光的Si(111)基片上沉积出了不同择优取向的多晶AlN薄膜。主要使用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、台阶仪对AlN薄膜的化学结构、结晶状况、沉积速率进行表征。研究结果表明:沉积温度、射频功率、工作气压和靶基距对AlN薄膜的化学结构、晶体结构和沉积速率都有重要影响。沉积温度升高可以增加基片表面反应原子的能量,提高原子的迁移、扩散能力,使薄膜的结晶更加均匀、致密、有序;射频功率的大小直接影响着薄膜的沉积能量和沉积速率,而沉积能量又直接决定了AlN薄膜的结晶质量及择优取向性,沉积速率对薄膜晶体的择优取向也有重要影响;工作气压的大小决定了分子平均自由程的长度,分子平均自由程又影响了反应原子的碰撞几率,碰撞次数影响着反应原子到达基片表面时的沉积能量,沉积能量对AlN薄膜的择优取向性至关重要;靶基距的大小决定着反应原子沉积过程中的碰撞次数和薄膜的沉积速率,碰撞次数少薄膜沉积能量高,适合(002)晶面择优取向AlN薄膜的生长,相反,碰撞次数多薄膜沉积能量低,适合(100)晶面择优取向AlN薄膜的生长。此外,发现当微波功率在200W~400W的范围内,微波ECR等离子体对AlN薄膜的(002)晶面择优取向影响不大,薄膜因子的沉积作用与等离子体对薄膜的再溅射作用处于一个基本平衡状态;然而,在500W微波功率条件下,等离子体放电太强,等离子体对薄膜的再溅射作用增强,薄膜的结晶质量变差,沉积速率减小。结合以微波功率、靶基距为变量的两组实验的结果,通过分析发现:(002)晶面择优取向AlN薄膜的生长不仅仅由沉积能量决定,沉积速率与AlN薄膜的择优取向性也密切相关;高沉积速率条件下,成核密度高,阻碍晶粒的长大,过高的沉积速率甚至还会改变薄膜的择优取向性,使薄膜中出现(103)晶面择优取向等。