RF磁控溅射同质缓冲层优化AIN薄膜c轴取向

"利用同质缓冲层溅射生长c轴择优取向氮化铝薄膜 (2007年)，浙江大学学报(工学版)，2007年9月，作者：梁俊华，郭冰，刘旭" 本文是工程技术领域的论文，详细介绍了通过射频反应磁控溅射技术来制备c轴择优取向的氮化铝(AIN)薄膜的研究。研究人员在铟锡复合氧化物(ITO)玻璃衬底上使用低温低功率下生长的氮化铝作为缓冲层，以优化薄膜的结晶质量和表面特性。 在实验过程中，研究者利用X射线衍射仪(XRD)来分析薄膜的晶体结构，发现薄膜具有良好的c轴择优取向，这意味着薄膜的晶体生长主要沿c轴方向，这对于某些特定应用（如半导体器件和光学元件）来说至关重要，因为这种取向可以改善材料的性能。此外，通过原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对薄膜的表面形貌进行观察，结果显示缓冲层显著降低了薄膜的表面粗糙度，从19.1纳米降低到2.5纳米，这使得薄膜表面更平滑且结构更为致密。这种改进对于减少光散射、提高光学性能和增强薄膜的机械稳定性都有积极影响。 进一步的，使用剖面扫描电子显微镜(SEM)对薄膜进行深度分析，观察到AIN晶粒呈现高度一致的柱状生长模式，这意味着薄膜的晶体结构均匀且定向性良好，这对于提高薄膜的电学和热学性能有利。通过透射光谱分析，计算得出AIN薄膜的折射率和消光系数分别为2.0187和0.0077，这些光学参数对于评估材料在光学器件中的应用潜力至关重要。 这项研究成功地展示了利用同质缓冲层溅射技术制备高结晶质量、c轴择优取向的氮化铝薄膜的方法，并强调了缓冲层在优化薄膜性能方面的重要作用。这一工作为开发高性能的氮化铝薄膜基电子和光电子器件提供了新的思路和方法。