Исследование морфологии поверхности и структуры тонкопленочного нитрида алюминия

Диссертация студента: Выпускная квалификационная работаВКР бакалавра

Аннотация

За последние десятилетия произошел стремительный прогресс электронных технологий, но дальнейшее развитие столкнулось с проблемой ограниченности и нехватки используемых материалов для удовлетворения нужд конечных потребителей. Таким образом, необходимо найти новые материалы и новые методы, которые могут быть использованы в инновационных приложениях. Одним из перспективных в приложениях материалом считается нитрид алюминия (AlN). Ввиду своих физических и химических свойств он имеет большой потенциал для применения в полупроводниковых технологиях. Кроме того, пленки AlN, обладающие коррозионной стойкостью и цитосовместимостью, интересны для разработки биосенсоров. Однако, широкому применению пленок нитрида алюминия препятствует невысокая технологичность структур на его основе. В большом числе работ сообщается об успешном росте пленок AlN методом магнетронного распыления, но еще сохраняется разброс их качественных характеристик. Образцы тонкопленочного AlN были выращены методом магнетронного распыления на ситалловых и кремниевых подложках. Параметры изготовления варьировались, в том числе: температура нагрева подложки, уровень вакуума в камере, концентрация газов в потоке. Для изучения характеристик поверхности и структуры тонких пленок AlN, были проведены исследования методами: атомно-силовой микроскопии (АСМ), растровой электронной микроскопии (РЭМ), рентгенофазовым анализом (РФА). Настоящее исследование было направлено на выявление взаимосвязи между параметрами магнетронного распыления и морфологией, и структурой пленок AlN для оптимизации процесса роста и контроля параметров, полученния гладких поликристаллических пленок, с корректной стехиометрией и высокими значениями коэффициентов пьезоэлектрической активности. Таким образом, для нахождения условий роста более гладких пленок нитрида алюминия важно корректно измерять характеристики (шероховатость поверхности, размеры зерен на поверхности, кристаллическую структуру) пленок, которые зависят от условий их выращивания. Данные результаты нужны для составления рекомендации технологам по производству наиболее гладких оптимизированных тонких пленок нитрида алюминия. В данной работе изложены результаты исследования АСМ, РЭМ и РФА поверхностей тонких пленок нитрида алюминия, полученных методом магнетронного распыления. Получены качественные зависимости: уменьшение шероховатости пленок с увеличением мощности магнетронного разряда, уменьшение примесного кислорода при увеличении концентрации азота в потоке. Оценочно рассчитаны размеры кристаллитов нитрида алюминия в пленках.
Дата присуждения23 июн. 2021
Язык оригиналарусский
РуководительПавел Викторович Гейдт (Научный руководитель)

Цитировать

'