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原子层淀积 Al₂O₃薄膜的热稳定性研究

卢红亮 , 徐敏 , 丁士进 , 任杰 , 张卫

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.01217

以Al(CH₃)₃和H₂O为反应源, 在270℃用原子层淀积(ALD)技术在Si衬底上生长了Al₂O₃薄膜. 采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和傅立 叶变换红外光谱(FTIR)等分析手段对Al₂O₃薄膜的热稳定性进行了研究. 结果表明刚淀积的薄膜中含有少量Al--OH基团, 高温退火后, Al--OH基团几乎消失, 这归因于Al--OH基团之间发生反应而脱水. 退火后的薄膜中O和Al元素的相对比例(1.52)比退火前的(1.57)更接近化学计量比的Al₂O₃. FTIR分析表明, 在刚淀积的Al₂O₃中有少量的--C ₃存在, --CH₃含量会随热处理温度的升高而减少. 此外, 在高温快速热退火后, Al₂O₃薄膜的表面平均粗糙度(RMS)明显改善, 900℃热退火后其RMS达到1.15nm.

关键词: Al2O3薄膜 , atomic layer deposition , X-ray photoemission spectroscopy (XPS)