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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:閔仲強
論文名稱:以過濾式陰極電弧電漿系統合成氮化鋁薄膜結構及特性研究
論文名稱(外文):Synthesis and characterization of the aluminum nitride thin film using the FCAP system
指導教授:施漢章
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:過濾式陰極電弧氮化鋁
外文關鍵詞:FCAPAlN
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本論文利用過濾式陰極電弧沉積系統(Filtered Cathodic Arc Deposition System,FCAP)合成氮化鋁(aluminum nitride)薄膜,以作為高頻表面聲波元件與光學方面的應用。經由調整製程參數,如壓力、氣體比例、基板溫度及偏壓等參數,成功地合成氮化鋁薄膜的最佳參數。
實驗結果得知以本系統沉積氮化鋁薄膜其最佳製程條件為:基板溫度=500 ℃以上,壓力=1.8×10-3 Torr,N2 : Ar = 2 : 1時,所合成的氮化鋁薄膜,為多晶結構(polycrystalline structure)。當改變基板偏壓,AlN薄膜的結晶取向逐漸由(002)為主轉變為(100)為主;利用FTIR分析薄膜內之鍵結情況,結果顯示只有E1(TO)mode吸收峰,由其與理論值的差異和利用彎柄儀量測的結果進而得知薄膜承受壓應力。並利用AES及ESCA進一步探討AlN之化學成分之定性、定量分析;且能瞭解鋁元素及氮元素之鍵結能及化學位移量的變化;在AFM分析中得知所合成的氮化鋁薄膜平整度很好Rrms = 0.26 - 0.34 nm,且基板偏壓對其影響並不明顯;綜合上述結果,在基板偏壓-25V時,可得到最高的硬度值約為20.6 GPa。由光穿透光譜可發現,氮化鋁薄膜在可見光區擁有很高的穿透率,其能帶寬(band-gap energy)約為5.9 eV。
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