Si(111)衬底上脉冲激光沉积AlN外延薄膜的界面反应控制及其机理

本文主要是介绍Si(111)衬底上脉冲激光沉积AlN外延薄膜的界面反应控制及其机理,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

引言

通过有效控制AlN薄膜与Si衬底之间的界面反应,利用脉冲激光沉积(PLD)在Si衬底上生长高质量的AlN外延薄膜。英思特对PLD生长的AlN/Si异质界面的表面形貌、晶体质量和界面性能进行了系统研究。

我们研究发现,高温生长过程中形成非晶SiAlN界面层,这是由于高温生长过程中烧蚀AlN靶材时,衬底扩散的Si原子与脉冲激光产生的AlN等离子体之间发生了严重的界面反应所致。相反,通过在合适的生长温度下有效控制界面反应,可以实现突变且尖锐的AlN/Si异质界面。

因此英思特提出了通过PLD将界面层从非晶SiAlN层演变为突变且尖锐的AlN/Si异质界面的机制。通过PLD生长的AlN薄膜获得突变界面和平坦表面的工作对于高质量AlN基器件在Si衬底上的应用至关重要。

实验与讨论

使用H2SO4:H2O2:H2O(3:1:1)和缓冲氧化物蚀刻(BOE)HF(20:1)清洁收到的2英寸 Si(111) 基板以获得无氧化物且氢封端的Si表面。随后,将清洁后的Si(111)衬底在背景压力为1.0×10-8 Torr的超高真空(UHV)负载锁中脱气,然后 转移到背景压力为1.0×10-8Torr的生长室中。在外延生长之前,脱气后的Si(111)衬底在850℃下进行60分钟的退火,以去除残留的表面污染物,并为后续沉积获得原子级平坦的Si(111)表面。

在外延生长过程中,我们通过KrF准分子激光(λ= 248 nm,t= 20ns)烧蚀高纯度 AlN (4N)靶材,生长出厚度范围为~6–300nm的AlN薄膜。采用PLD法在Si(111)衬底上生长AlN薄膜示意图如图1所示。

图1:通过PLD在Si(111)衬底上的AlN薄膜的外延生长示意图

英思特采用RHEED测量来监测整个过程的生长过程。图2显示了在750℃下Si衬底上生长的AlN薄膜的照片,显示了在不同生长温度下生长的 AlN 薄膜的RHEED图案。很明显,在850℃退火60分钟后,可以在Si方向上识别出尖锐的条纹图案,这与退火工艺之前形成鲜明对比。随后,我们在退火后的Si衬底上生长AlN膜。在 850℃高温下生长约6nm厚的薄膜后,实验发现几乎无法识别 RHEED 图案,这表明发现了非常差的薄膜。这意味着生长出了表面相对粗糙的单晶AlN薄膜。如果在低温(800-700℃)下生长AlN薄膜,也可以获得单晶AlN薄膜。

图2

生长温度对 AlN 薄膜的结晶质量有重大影响。晶体生长温度的变化趋势与表面形貌的变化趋势非常一致。

结论

根据实验英思特提出了通过PLD将界面层从非晶SiAlN和层演化为突变且尖锐的 AlN/Si异质界面的机制。这项通过PLD生长的AlN薄膜获得突变界面和平坦表面的工作对于高质量AlN基器件在Si衬底上的应用具有重要意义。因此英思特提出了通过PLD将界面层从非晶SiAlN和层演化为突变且尖锐的AlN/Si异质界面的机制

这篇关于Si(111)衬底上脉冲激光沉积AlN外延薄膜的界面反应控制及其机理的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/419534

相关文章

SpringBoot请求参数接收控制指南分享

《SpringBoot请求参数接收控制指南分享》:本文主要介绍SpringBoot请求参数接收控制指南,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录Spring Boot 请求参数接收控制指南1. 概述2. 有注解时参数接收方式对比3. 无注解时接收参数默认位置

Spring Security+JWT如何实现前后端分离权限控制

《SpringSecurity+JWT如何实现前后端分离权限控制》本篇将手把手教你用SpringSecurity+JWT搭建一套完整的登录认证与权限控制体系,具有很好的参考价值,希望对大家... 目录Spring Security+JWT实现前后端分离权限控制实战一、为什么要用 JWT?二、JWT 基本结构

Android实现两台手机屏幕共享和远程控制功能

《Android实现两台手机屏幕共享和远程控制功能》在远程协助、在线教学、技术支持等多种场景下,实时获得另一部移动设备的屏幕画面,并对其进行操作,具有极高的应用价值,本项目旨在实现两台Android手... 目录一、项目概述二、相关知识2.1 MediaProjection API2.2 Socket 网络

电脑死机无反应怎么强制重启? 一文读懂方法及注意事项

《电脑死机无反应怎么强制重启?一文读懂方法及注意事项》在日常使用电脑的过程中,我们难免会遇到电脑无法正常启动的情况,本文将详细介绍几种常见的电脑强制开机方法,并探讨在强制开机后应注意的事项,以及如何... 在日常生活和工作中,我们经常会遇到电脑突然无反应的情况,这时候强制重启就成了解决问题的“救命稻草”。那

用js控制视频播放进度基本示例代码

《用js控制视频播放进度基本示例代码》写前端的时候,很多的时候是需要支持要网页视频播放的功能,下面这篇文章主要给大家介绍了关于用js控制视频播放进度的相关资料,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可... 目录前言html部分:JavaScript部分:注意:总结前言在javascript中控制视频播放

Python异步编程中asyncio.gather的并发控制详解

《Python异步编程中asyncio.gather的并发控制详解》在Python异步编程生态中,asyncio.gather是并发任务调度的核心工具,本文将通过实际场景和代码示例,展示如何结合信号量... 目录一、asyncio.gather的原始行为解析二、信号量控制法:给并发装上"节流阀"三、进阶控制

使用DrissionPage控制360浏览器的完美解决方案

《使用DrissionPage控制360浏览器的完美解决方案》在网页自动化领域,经常遇到需要保持登录状态、保留Cookie等场景,今天要分享的方案可以完美解决这个问题:使用DrissionPage直接... 目录完整代码引言为什么要使用已有用户数据?核心代码实现1. 导入必要模块2. 关键配置(重点!)3.

SpringSecurity 认证、注销、权限控制功能(注销、记住密码、自定义登入页)

《SpringSecurity认证、注销、权限控制功能(注销、记住密码、自定义登入页)》SpringSecurity是一个强大的Java框架,用于保护应用程序的安全性,它提供了一套全面的安全解决方案... 目录简介认识Spring Security“认证”(Authentication)“授权” (Auth

python之流程控制语句match-case详解

《python之流程控制语句match-case详解》:本文主要介绍python之流程控制语句match-case使用,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐... 目录match-case 语法详解与实战一、基础值匹配(类似 switch-case)二、数据结构解构匹

Spring Security注解方式权限控制过程

《SpringSecurity注解方式权限控制过程》:本文主要介绍SpringSecurity注解方式权限控制过程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、摘要二、实现步骤2.1 在配置类中添加权限注解的支持2.2 创建Controller类2.3 Us