[发明专利]一种利用等离子体增强原子层沉积制备压电AIN薄膜的方法

权利要求书

1.一种利用等离子体增强原子层沉积制备压电AIN薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：先对基片表面进行抛光处理，再对其清洁和烘干，之后放入磁控溅射机内，正常启动磁控溅射机，对腔体抽真空至5×10-4Pa以下；

步骤S2：将基片加热到350～450℃，进行真空热处理，待基片的温度降至室温后，向真空腔体内通入的氩气，打开中频溅射电源预溅射清洗溅射靶表面15分钟；

步骤S3：使用射频磁控溅射方法沉积具有压应力或者张应力的AIN多晶薄膜；

步骤S4：使用射频磁控溅射方法在步骤S3中所得的AIN多晶薄膜上沉积与该氮化铝多晶薄膜具有对应张应力或者压应力的AIN多晶薄膜；

步骤S5：反复交替进行步骤S3和步骤S4得到压电AIN薄膜；

步骤S6：将步骤S5中的压电AIN薄膜放入原子层沉积装置的反应腔体中，加热，再向反应腔体内通入气态硅烷，该气态硅烷与压电AIN薄膜反应，反应过程中不断通入载气以保持反应腔内的气压恒定；

步骤S7：向反应腔内通入氧气等离子体，并与步骤S7中气态硅烷和压电AIN薄膜反应获得产物的外露基团反应，反应过程中不断通入载气以保持反应腔内的气压恒定，以此生成氧化硅；

步骤S8：重复步骤S6和步骤S7，直至所述氧化硅的厚度达到预设厚度值。

2.根据权利要求1所述的利用等离子体增强原子层沉积制备压电AIN薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S1中依次使用P400、P600、P800、P1200及P2000的水磨砂纸对基片进行表面抛光处理。

3.根据权利要求1所述的利用等离子体增强原子层沉积制备压电AIN薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S1中将基片依次放入丙酮、异丙醇和乙醇溶液中用超声波清洗15min，然后用去离子水冲洗10min，再用干燥氮气吹干。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的利用等离子体增强原子层沉积制备压电AIN薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S2中氩气为高纯氩气，氩气纯度为99.999％。

5.根据权利要求1所述的利用等离子体增强原子层沉积制备压电AIN薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S2中溅射靶为纯度99.999％的铝靶。

6.根据权利要求4所述的利用等离子体增强原子层沉积制备压电AIN薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S2中溅射靶为双铝靶平行布置，基片固定在溅射靶前方的夹具上，夹具在自转的同时围绕双铝靶中心做行星旋转。

7.根据权利要求1所述的利用等离子体增强原子层沉积制备压电AIN薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S1中基片为载玻片、硅片或镀上金属电极的硅片。

8.根据权利要求1所述的利用等离子体增强原子层沉积制备压电AIN薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S6中气态硅烷分子和氧气等离子体的流量优选设定为50～500标准毫升每分钟，载气的流量优选为50～100标准毫升每分钟。