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AlN靶材射频磁控溅射制备AlN薄膜及性质研究
标题：AlN靶材射频磁控溅射制备AlN薄膜及性质研究
摘要：
本文研究了采用AlN靶材射频磁控溅射制备AlN薄膜的方法，并对其性质进行了研究。通过改变溅射工艺参数，我们探究了溅射速率、靶材纯度、溅射气体与压力、基底温度等对AlN薄膜性质的影响。我们发现，优化的工艺条件能够获得高质量的AlN薄膜，并对其微观结构、晶体结构、表面形貌和光学性质进行了表征。
关键词：AlN靶材；射频磁控溅射；薄膜制备；性质研究；微观结构；晶体结构；表面形貌；光学性质
1.引言
氮化铝（AlN）是一种具有宽带隙（6.2eV）和优良热导率（约于铜相当）的半导体材料，广泛应用于高功率、高频率和高温电子器件中。其中制备高质量AlN薄膜是应用领域中的关键问题之一。射频磁控溅射作为一种常用的薄膜制备方法，具有薄膜纯度高、掺杂能力强、溅射速率可调等优势，逐渐成为制备AlN薄膜的常用工艺。
2.实验方法
2.1实验装置
本实验使用的溅射装置主要包括射频发生器、磁控溅射腔、靶材、基底和真空泵。靶材选用高纯度的AlN材料，基底为硅衬底。
2.2实验流程
首先，对靶材进行预处理，保证其表面平整和纯度。然后，在真空腔内建立所需真空度，并对基底进行表面清洗处理。接下来，通过调节工艺参数（如溅射速度、靶材纯度、溅射气体与压力、基底温度等），进行磁控溅射制备AlN薄膜。制备完成后，使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外-可见光谱仪等设备对AlN薄膜进行性质表征。
3.结果与讨论
通过改变溅射速度、靶材纯度、溅射气体与压力、基底温度等工艺参数，我们发现这些参数对AlN薄膜的微观结构、晶体结构、表面形貌和光学性质有明显影响。优化的制备条件能够获得致密、光滑的AlN薄膜。X射线衍射结果显示制备的AlN薄膜具有良好的晶体结构，并与靶材的结构相似。扫描电子显微镜观察表明，制备的AlN薄膜表面均匀且无明显裂纹和疏松区域。紫外-可见光谱测试显示AlN薄膜在可见光范围内有高透过率，且随着波长减小透过率逐渐降低。
4.结论
本文采用AlN靶材射频磁控溅射制备了高质量的AlN薄膜，并对其性质进行了研究。优化的工艺条件能够获得致密、光滑的AlN薄膜，具有良好的晶体结构和表面形貌。该研究为AlN薄膜的制备提供了理论依据和实验方法，有助于其在高功率、高频率和高温电子器件中的应用。
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