预通三甲基铝对AlN薄膜的结构与应变的影响

• 作者: 孙晓娟 宋航 李志明 缪国庆 蒋红 贾辉 陈一仁 黎大兵
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 金属有机物气相沉积 AlN 预通三甲基铝(TMAl) 应力
• 年，卷（期）: 2012,（1）
• 所属期刊栏目: 器件制备及器件物理
• 页码范围: 82-87
• 分类号: O484.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/fgxb20123301.0082

摘要

采用有机金属化学气相沉积设备用两步生长法在(0001)蓝宝石衬底上制备AlN薄膜.研究了预通三甲基铝(TMAl)使衬底铝化对外延AlN的影响.利用高分辨X射线衍射(XRD)技术和扫描电子显微镜(SEM)分析了样品的结晶质量以及外延膜中的残余应力.通过SEM观察发现,短时间的预通TMAl处理对AlN薄膜表面的影响不大；但随着预通时间的增加,表面会出现六角形的岛.通过优化TMAl的预通时间可以保护衬底被氮化有利于Al极性面AlN的生长,从而得到的Al极性面AlN表面比较平整；但是预通TMAl时间过长会使衬底表面沉积金属态铝而不容易形成平整的表面.X射线双晶摇摆曲线结果表明:样品的(0002)和(1012)面的X射线双晶摇摆曲线的半峰宽随着预通TMAl时间的不断增加,由此得出薄膜的晶体质量不断下降.这可以解释为:预通TMAl使形成的晶核不再规则,从而在成核层形成了很多亚颗粒降低了晶体质量.进一步对XRD结果分析,我们也发现了这样的应力变化.这种应力的变化起源可以归结于内应力(岛的合并在其晶界引入的应力)与外应力(晶格失配与热失配引起的应力)共同作用的结果.