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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蘇柏健
研究生(外文):P. -C. Su
論文名稱:在矽(111)基板上的光罩框對氮化鋁c軸指向的成長效應
論文名稱(外文):Effect of mask pattern on the c-axis texture of AlN grown on Si(111)
指導教授:黃振昌黃振昌引用關係
指導教授(外文):J. Hwang
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:70
中文關鍵詞:濺鍍電漿c 軸指向性氮化鋁光罩
外文關鍵詞:sputterplasmac- axis textureAlNmask pattern
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本論文是在矽(111)基板上,沈積各種不同尺寸的氮化矽與二氧化矽光罩。再使用射頻電感式耦合電漿化學濺鍍法(RF-ICP)來沉積氮化鋁薄膜,希望藉由此種選區成長的方式,成長出具有(0002)優選指向的氮化鋁薄膜,以作為高頻的表面聲波元件與體波共振器的壓電材料。並調整製程參數,如射頻電子槍功率、成長時間等,控制電漿來影響薄膜性質。
由X光繞射分析(XRD)得知,所有的試片皆是具有高c軸指向的氮化鋁薄膜。在氮化矽光罩邊長為300μm的試片上,發現氮化鋁的Rocking Curve半高寬(FWHM)由3.4下降至2.7。由掃瞄式電子顯微鏡影像(SEM),可以清楚觀察到成長在光罩區與邊框區上的氮化鋁晶粒形貌不同。成長在光罩區上的晶粒為鵝卵石型,其直徑約30nm;成長在線框區上的晶粒為具有稜角的不規則型,其直徑約100nm。之後,我們利用熱膨脹的觀點,計算出不同尺寸的光罩對矽基板所造成影響。最後得知在長晶時,承受輕微張應力時的矽基板,能增加氮化鋁薄膜的c軸指向。但隨應力增加與無應力狀態時,c軸指向性有變差的趨勢。而二氧化矽光罩的情形略有不同,成長在光罩區與線框區上的氮化鋁晶粒形貌類似,都是由鵝卵石和長型晶粒所組成,只有在兩區之間介面上的晶粒有些許不同。
第一章 緒論
1-1前言……………………………………………………………1
1-2實驗目的…………………………………………….…….……1
參考文獻……………………………………………………………3
第二章 文獻回顧
2-1 AlN薄膜特性………………………………………….….……5
2-2 AlN薄膜結構………………………………………….…….…6
2-3 AlN之應用………….………………………………….….……6
2-4 沈積AlN薄膜的方式………………………………………….8
2-5本實驗使用電感式耦合電漿化學濺鍍法系統之緣故.……….8
參考文獻………………………………………………………..…10
第三章 實驗原理與實驗步驟
3-1 實驗流程……………………………………………………...13
3-2 實驗原理……………………………………………….……..14
3-2.1 電漿簡介…………………………………………….....14
3-2.2 電漿產生與維持……………………………….………14
3-2.3 電漿特性簡介………………………………….………14
3-2.4 電漿的優點…………………………………….………15
3-2.5 電感式耦合電漿源…………………………….………16
3-2.6 實驗原理…………………………………….…………16
3-3 實驗步驟………………………………………….………….17
3-4 實驗分析………………………………………….………….19
參考文獻………………………………………………………….20
第四章 光罩的介紹與製作
4-1 利用光罩控制基板內應力…….…………………………….22
4-2 光罩的製作……………….……………………………….....22
4-3 光罩尺寸對矽基板應力的影響……………………………..23
參考文獻………………………………………………………….25
第五章 氮化矽光罩對成長氮化鋁薄膜的影響
5-1 XRD分析結果……………………………………………….28
5-2 SEM分析結果………………………………………………..29
5-3 Curve Fitting結果…………………………………………….29
5-4 矽的內應力與氮化鋁指向性的關係……………………..….30
參考文獻………………………………………………………….31
第六章 二氧化矽光罩對成長氮化鋁薄膜的影響
6-1 XRD分析結果…………………………………………..……45
6-2 SEM分析結果………………………………………………..46
參考文獻………………………………………………………….48
第七章 結論……………………………………………………………61
Appendix 氮化鋁薄膜成長在不同金屬/矽基版的影響
A-1 實驗目的……………………………………………………..62
A-2 下電極的選擇與鍍覆………………………………………..62
A-3 氮化鋁薄膜的沈積…………………………………………..63
A-4 XRD分析………………………………….………………….64
A-5 SEM分析………………………….………………………….65
A-6 結論與未來工作……………………………………………..65
參考文獻…………………………………………………………..65
第二章
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第五章
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第六章
[1] S.H. Lee, K.H. Yoon, D. S. Cheong , J. K. Lee , Thin Solid Films 435 (2003) 193-198.
[2] Milton Ohring, “The Materials Science of Thin Films”, (Copyright © 1992 by Academic Press, Inc.), P.316~319.
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