研究目的
采用溅射法与高温退火工艺在碳化硅衬底上制备高质量氮化铝薄膜，用于深紫外发光器件应用，并表征其退火前后的结构特性。
研究成果
高温退火有效提升了溅射沉积在碳化硅衬底上氮化铝薄膜的结晶质量，即使完全弛豫或存在拉伸应变时也能实现低穿透位错密度。该拉伸应变通过减小晶格失配度，有利于氮化铝镓外延生长。以此为模板进行的金属有机化学气相沉积生长可获得原子级平整表面，使其适用于深紫外器件应用。
研究不足
该研究仅限于特定衬底类型（6H-SiC）和退火条件（1700°C）。退火后薄膜的表面形貌粗糙，且MOVPE生长引入了螺型穿透位错。应变与畴形成的机制需进一步研究，例如通过TEM测量。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用射频溅射技术在6H-SiC衬底上沉积AlN薄膜，随后在氮气环境下进行1700°C高温面对面退火（FFA）。后续AlN生长采用金属有机气相外延（MOVPE）技术在退火模板上进行。研究方法包括使用原子力显微镜（AFM）表征表面形貌，以及X射线衍射（XRD）评估晶体质量。
2：样品选择与数据来源：
选用直径2英寸、面内偏角小于0.5°的6H-SiC（0001）硅面轴向衬底。溅射前对衬底进行化学机械抛光（CMP），并用缓冲氢氟酸和去离子水处理。
3：5°的6H-SiC（0001）硅面轴向衬底。溅射前对衬底进行化学机械抛光（CMP），并用缓冲氢氟酸和去离子水处理。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包含配备多晶AlN靶材的射频溅射系统、氮气和氩气、高温退火炉，以及使用三甲基铝（TMA）和氨气（NH3）前驱体的MOVPE系统。材料包括不同厚度（20、50、100、200、400、600纳米）的AlN薄膜。
4：600纳米）的AlN薄膜。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：AlN薄膜在600°C下通过射频溅射沉积，腔室压力0.2 Pa，氮气/氩气流量为72/18 sccm，射频功率700 W。沉积后退火在1700°C氮气环境（1013 hPa）下进行3小时。MOVPE生长条件为1300°C反应温度、13 kPa腔室压力及211的V/III比。通过AFM和XRD测量分析表面形貌与结晶性。
5：2 Pa，氮气/氩气流量为72/18 sccm，射频功率700 W。沉积后退火在1700°C氮气环境（1013 hPa）下进行3小时。MOVPE生长条件为1300°C反应温度、13 kPa腔室压力及211的V/III比。通过AFM和XRD测量分析表面形貌与结晶性。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：采用XRD摇摆曲线半高宽（XRC-FWHM）值评估晶体质量，根据XRD倒易空间图（RSMs）计算晶格常数，通过AFM图像分析表面粗糙度与台阶结构。
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RF sputtering system
Used for depositing AlN films on SiC substrates.
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Polycrystalline AlN target
Source material for sputtering deposition of AlN films.
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High-temperature annealing furnace
Used for face-to-face annealing of AlN films at high temperatures.
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MOVPE system
Used for growing AlN films on annealed templates.
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Atomic force microscope
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X-ray diffractometer
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6H-SiC (0001) Si-face on-axis
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