Abstract
摘 要本論文是用電感式耦合電漿（Inductively Coupled Plasma，ICP）化學濺鍍法系統，研究在矽Si(100)基材上成長氮化鋁薄膜的機制，以作為高頻表面聲波濾波器元件(SAW)之壓電材料基板。經由調整製程參數，如壓力、氣體比例、射頻（Radio Frequency，RF）功率、溫度、電子濺鍍槍的電壓和電流及基板偏壓…等實驗參數，來成長出鍍率快、表面平及具優選指向（Texture）性質的氮化鋁(002)薄膜。使用ICP系統鍍C軸指向AlN的鍍率可達3μm/hr，但控制鍍率在2μm/hr時才有最佳品質的AlN膜。本實驗室已能成功的鍍出鍍率約為2μm/hr的優選AlN (002)薄膜，在基板溫度350℃、RF power=180w、DC電壓=~270V電流=0.8A的製程參數下。並驗證ICP系統可分別用DC gun的電流控制鋁的量，RF power的大小控制氮含量，而達到Al:N=1:1的最佳化。基板的種類影響鍍膜結構的優選性很大，而溫度是改善AlN表面粗糙度的重要因素，提高溫度能消除三角錐的晶粒形貌。改變工作壓力在10motorr時的鍍率最快，而低於5mtorr的膜厚是最均勻、成長的晶粒也較小，乃反應形成AlN膜的原子動力小，而使表面有三角錐晶粒形貌的出現，故粗糙度不好。改變所通的氣體N2/N2+Ar的比例以在75%時的鍍率最快(在DC power是以定電流的狀態存在時)。在觀察鍍膜的初形成方式，以HRTEM作分析發現本實驗的AlN薄膜初期是以非晶質成長，當中以電漿清除矽基板表面native oxidation，能減少AlN薄膜長晶初期的非晶質層的厚度。