[發(fā)明專利]一種折射率可調(diào)的AlN薄膜的制備設(shè)備及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110702031.1
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN113337795A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐云俊;王昱翔;周虹玲;周東修
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江艾微普科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/06
• 分類號(hào): C23C14/06;C23C14/35;C23C14/54
• 代理公司: 嘉興啟帆專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33253
• 代理人: 王大國(guó)

本發(fā)明公開了一種折射率可調(diào)的AlN薄膜的制備設(shè)備和方法，設(shè)備包括包括工藝腔體，所述工藝腔體上設(shè)置有工藝氣體進(jìn)口和真空吸口，工藝氣體進(jìn)口連接有氮?dú)夤艿篮蜌鍤夤艿?，方法包括如下工藝步驟，S1：編制遲滯回線菜單；S2：上載基片，運(yùn)行上述遲滯回線菜單；S3：下載基片，繪制遲滯回線菜單；S4：依據(jù)遲滯回線，確定反應(yīng)濺射氮化鋁的氮?dú)饬髁坎⒕幹乒に嚥藛?；S5：上載基片，運(yùn)行工藝菜單；S6：下載基片，測(cè)量薄膜光學(xué)參數(shù)；S7：若未達(dá)標(biāo)，進(jìn)入步驟S8；若達(dá)標(biāo)，則滿足要求，結(jié)束。S8：微調(diào)氮?dú)饬髁?，形成新的工藝菜單；重?fù)步驟S5?S7，本發(fā)明可以通過(guò)精確調(diào)控反應(yīng)濺射中工藝氣體的氮?dú)獾暮?，從而?duì)氮化鋁(AlN)的折射率進(jìn)行調(diào)控，以達(dá)到設(shè)計(jì)的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁控濺射、反應(yīng)濺射技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)涉及一種磁控濺射、反應(yīng)濺射、折射率可以調(diào)控的氮化鋁(AlN)薄膜的制備設(shè)備及方法。

背景技術(shù)

氮化物薄膜具有高的擊穿電場(chǎng)、高的熱導(dǎo)率、高的電子飽和速率、高的抗輻射能力和寬的禁帶寬度的特性。并且因?yàn)榈锉∧ぞ哂袑捘芟吨苯幽軒ЫY(jié)構(gòu)、高效率可見和紫外光發(fā)射的特性，是制作藍(lán)綠發(fā)光二極管(LED)和激光二極管(LD)的理想材料，在短波長(zhǎng)光發(fā)射、光顯示器件以及全色光器件方面具有很好的應(yīng)用前景。尤其是氮化鋁具有高熱導(dǎo)、高硬度以及良好的介電性質(zhì)、聲學(xué)性質(zhì)和化學(xué)穩(wěn)定性，在機(jī)械、光學(xué)、光電器件、壓電器件、聲表面波器件(SAW)、薄膜體聲波器件(FABAR)等通訊、功率半導(dǎo)體器件和各種微電子器件領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

有多種方法制備氮化鋁(AlN)薄膜的制備，如，IBD(Ion Beam Deposition)方法，采用Ar(或者N₂+Ar)離子束轟擊AlN(或Al靶材)，沉積(反應(yīng)沉積)氮化鋁(AlN)薄膜；原子層沉積(ALD)制備氮化鋁(AlN)薄膜；PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)方法制備氮化鋁(AlN)薄膜；磁控反應(yīng)濺射制備氮化鋁(AlN)薄膜。

其中，磁控反應(yīng)濺射方法由于沉積速率較高、薄膜均勻性好、薄膜質(zhì)量?jī)?yōu)越、工藝簡(jiǎn)單、成本較低等綜合因素，在微電子器件制備中應(yīng)用最廣，也最為常見。

光學(xué)薄膜的器件應(yīng)用越來(lái)越廣泛，種類也越來(lái)越多，例如，鍍膜眼鏡，幕墻玻璃，濾光片，ITO物膜，冷光鏡，舞臺(tái)燈光濾光片，光通信領(lǐng)域的器件和光纖維薄膜器件，紅外膜及投影顯示，液晶投影顯示系統(tǒng)等。

增透膜又稱減反射膜，是光學(xué)薄膜中應(yīng)用最廣泛的一種類型，他用來(lái)減少光學(xué)器件表面的反射，增加光的透射。同樣反射膜也是光學(xué)系統(tǒng)中常見的一種膜層，其作用是使入射光線大部分或接近全部反射達(dá)到變更方向或匯聚光能等目的。在增透膜、反射膜的設(shè)計(jì)和制備中，對(duì)于薄膜的折射率的精確度有嚴(yán)格的要求以達(dá)到增透和反射光的目的，因此在增透膜、反射膜的制備過(guò)程中，通常需要對(duì)薄膜的折射率進(jìn)行精確的調(diào)控。

因此，亟需提出一種可以精確調(diào)控的氮化鋁(AlN)薄膜的折射率的磁控濺射制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可以通過(guò)精確調(diào)控反應(yīng)濺射中工藝氣體的氮?dú)獾暮?，從而?duì)氮化鋁(AlN)的折射率進(jìn)行調(diào)控，以達(dá)到設(shè)計(jì)的需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了包含如下設(shè)備和工藝的技術(shù)方案：一種折射率可調(diào)的AlN薄膜的制備設(shè)備，包括包括工藝腔體，所述工藝腔體內(nèi)設(shè)置有靶材和基片臺(tái)，所述基片臺(tái)通過(guò)導(dǎo)線連接匹配網(wǎng)絡(luò)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)通過(guò)導(dǎo)線連接射頻電源，所述工藝腔體上設(shè)置有工藝氣體進(jìn)口和真空吸口，真空吸口連接有真空泵，工藝氣體進(jìn)口連接有氮?dú)夤艿篮蜌鍤夤艿?，在所述氮?dú)夤艿篮蜌鍤夤艿郎鲜鲈O(shè)置有氣體流量計(jì)。

進(jìn)一步的所述工藝腔體上設(shè)置有背板，靶材連接于背板上，背板內(nèi)設(shè)置有冷卻管道。

進(jìn)一步的所述靶材通過(guò)背板與靶材電源連接，靶材電源為直流電源、脈沖直流電源、射頻電源或HIPIMS電源。

進(jìn)一步的所述背板后方設(shè)置有磁控管。