AlN薄膜的制備與性能的研究.pdf

1、在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，人們所使用的通訊設(shè)備逐漸縮小，功能愈發(fā)強(qiáng)大與齊全，工作效率一再提高。這對(duì)電子元器件的要求越來越高，進(jìn)而對(duì)電子材料的性能要求也日益增加。作為現(xiàn)代通訊系統(tǒng)的重要組成部分，薄膜SAW（聲表面波）器件設(shè)計(jì)靈活性大（可根據(jù)自己需要進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)）、模擬、數(shù)字兼容、頻率選擇性優(yōu)良、損耗較低、抗干擾能力強(qiáng)、可靠穩(wěn)定，并且器件體積小。這些優(yōu)點(diǎn)都和現(xiàn)代通訊所要求的，高頻、高性能、可靠穩(wěn)定以及便攜等不謀而合。
　　壓電薄膜是制

2、備SAW器件的焦點(diǎn)材料，其制取需要在嚴(yán)格的工藝條件下進(jìn)行。通過不斷控制和提高工藝來改善器件機(jī)能，降低薄膜缺陷，這同樣依賴于薄膜材料的選擇。
　　本文選取AlN作為制備壓電薄膜的基本材料，并以其為研究對(duì)象對(duì)影響壓電薄膜結(jié)晶性能及電學(xué)性能的幾大因素進(jìn)行系統(tǒng)和著重研究。將幾種工藝指標(biāo)分組展開探究。探索AlN薄膜的制取與工藝指標(biāo)的關(guān)系，總結(jié)其變化的規(guī)律以及趨勢(shì)。將檢測(cè)數(shù)據(jù)繪制圖表，對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析。并對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行理論分析與

3、系統(tǒng)研究，通過大量的實(shí)驗(yàn)研究與理論探索，得到AlN壓電薄膜的最佳制備工藝。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容及研究方法大致如下：
　　首先，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室狀況，對(duì)濺射參數(shù)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。并使用XRD、AFM、SEM、臺(tái)階儀等表征手段，系統(tǒng)探索了襯底溫度、濺射功率、靶基距、氮?dú)灞壤兓瘜?duì)AlN壓電薄膜表面形貌、表面粗糙度、結(jié)晶擇優(yōu)取向以及生長(zhǎng)速率的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)與研究結(jié)果表明，在磁控濺射條件下，各種工藝條件的變化對(duì)AlN薄膜結(jié)晶質(zhì)

4、量、表面形貌、沉積速率以及表面粗糙度都有著顯著的影響。并在此基礎(chǔ)上對(duì)其內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行分析，獲得AlN薄膜結(jié)晶質(zhì)量、表面形貌、沉積速率以及表面粗糙度隨著工藝參數(shù)變化的規(guī)律，并對(duì)規(guī)律進(jìn)行逐一驗(yàn)證。
　　其次，使用控制變量法，并結(jié)合阻抗分析儀的I-V模式和C-V模式，分別系統(tǒng)探索了濺射功率、靶基距、基片溫度以及氮?dú)灞壤龑?duì)AlN壓電薄膜電阻率以及漏電流的影響。研究顯示，制樣的絕緣性與結(jié)晶質(zhì)量息息相關(guān)。并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行內(nèi)在機(jī)理分析，并對(duì)規(guī)律性