原子层淀积Al2O3薄膜的热稳定性研究

无机材料学报, 2006, 21(5): 1217-1222. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2006.05.031

原子层淀积Al2O3薄膜的热稳定性研究

卢红亮 ^1, , 徐敏 ^2, , 丁士进 ^3, , 任杰 ^4, , 张卫 ^5,

1.复旦大学微电子学系ASIC与系统国家重点实验室,上海,200433

2.复旦大学微电子学系ASIC与系统国家重点实验室,上海,200433

3.复旦大学微电子学系ASIC与系统国家重点实验室,上海,200433

4.复旦大学微电子学系ASIC与系统国家重点实验室,上海,200433

5.复旦大学微电子学系ASIC与系统国家重点实验室,上海,200433

基金项目: 上海市科委资助项目(04JC04013) 国家自然科学基金(60176013)

关键词： Al2O3薄膜 , 原子层淀积(ALD) , X射线光电子能谱(XPS)

Thermal Stability of Atomic Layer Deposition Al2O3 Thin Films

以Al(CH3)3和H2O为反应源,在270℃下用原子层淀积(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-CH3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.

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