硅掺杂对不同衬底的氮化铝薄膜的影响研究

作     者：王绪 杨发顺 熊倩 周柳含 马奎 

作者机构：贵州大学电子科学系 中国教育部半导体器件可靠性工程研究中心 贵州省微纳电子与软件技术重点实验室 

出 版 物：《原子与分子物理学报》 (Journal of Atomic and Molecular Physics)

年 卷 期：2025年第5期

页      面：56-62页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心开放基金(ERCME-KFJJ2019-01) 

主　　题：N型氮化铝 硅掺杂 磁控溅射 热扩散 衬底反扩散 

摘      要：选择硅作为N型杂质源，采用高温热扩散的方式进行实验研究.采用磁控溅射法在硅/蓝宝石衬底上外延的AlN薄膜上沉积纯硅.硅的溅射时间决定了硅层的厚度，从而决定了硅的掺杂剂量.在氮气气氛下高温（1150℃）热扩散4小时后，AlN薄膜表面的硅原子扩散进入AlN晶格，取代铝原子的位置，形成掺杂硅的AlN薄膜.有效的硅掺杂导致AlN(002)衍射峰向一个较大的角度偏移，且偏移的角度随掺杂的浓度升高而增大.且硅衬底上的样品，使用能量色散光谱仪测试结果表明，衬底硅将作为固定的扩散源扩散到薄膜中，增加非故意掺杂浓度，因此可以在整个薄膜截面内测量到硅元素.蓝宝石的衬底的样品在热扩散后出现裂纹.