直流磁控溅射生长(002)择优取向AlN薄膜及其光致发光

采用直流反应磁控溅射法,在玻璃衬底上生长了沿(002)择优取向的AlN薄膜,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对AlN薄膜结构和表面形貌进行表征,并测量了AlN薄膜在405 nm激光激发下的光致发光(PL)光谱。结果表明,在不同氮气含量条件下生长的AlN薄膜均呈(002)择优取向,薄膜表面呈小颗粒密堆积排列,颗粒尺寸在20 nm左右。不同氮气含量条件下生长的AlN薄膜在550 nm处均有较强的由于V_(Al)能级向价带跃迁引起的缺陷能级发光峰;AlN薄膜在589,614,654 nm处也有较弱的缺陷能级发光峰,随着氮气含量增大,缺陷能级发光峰越来越明显,产生原因分别为O_N-O_N缺陷对向V_(Al)-2O_N产生的复合缺陷能级的跃迁、导带向与氧有关的杂质能级(I_O)间的跃迁以及V_(Al)-O_N深能级向价带的跃迁。