Формирование ионным пучком тонких пленок AlN/Al2O3 / Никулин Д.А., Девицкий О.В.

Abstract

Применение буферных слоев для выращивания структурно-совершенных слоев GaN имеет важное место в современном производстве полупроводников. Широко применяются в данной роли тонкие пленки нитрида алюминия, позволяющие снизить степень рассогласования кристаллических решеток. Для осаждения в основном применяются газофазная эпитаксия металлорганических соединений, а также молекулярно-лучевая эпитаксия [1]. В данной работе было решено применить метод ионно-лучевого осаждения (ИЛО), для получения тонких пленок нитрида алюминия на подложку лейкосапфира, как достаточно мало распространенный, но имеющий достаточные перспективы [2]. Эксперименты проводились облучением мишени Al 99,99% ионным пучком газовой смеси аргон/азот на эпиполированные подложки Al2O3 (0001) с шероховатостью 0,2 нм. Варьировались показатели температуры подогрева подложек (600 - 800° С), времени осаждения (40 -60 минут), состав газовой смеси (10 - 90% азота, остальное - аргон), энергия (400 - 1200 еВ) и степень нейтрализации ионного пучка (50 - 100%). Полученные пленки исследовались методами электронной и атомно-силовой микроскопии, энергодисперсионным и спектральным анализом, выявлены оптимальные параметры режимов осаждения. По результатам исследования на 30 образцах в разных технологических режимах, подтвержден стехиометрический состав пленок AlN, с некритичным количеством кислорода (<1%). Напыленный слой однороден по толщине всей поверхности образцов (100 – 150 нм). Анализ спектров поглощения видимого и ультрафиолетового диапазона позволяет отнести полученные пленки к оптически совершенным. Получено требуемое качество поверхности для оптоэлектронных применений (Ra< 1нм).