การเตรียมและศึกษาลักษณะเฉพาะฟิล์มบางนาโนของอลูมิเนียมไนไตรด์ ด้วยวิธีรีแอคตีฟสปัตเตอริง

Abstract

ฟิล์มบางอลูมิเนียมไนไตรด์ เคลือบบนกระจกสไลด์และแผ่นซิลิคอน ด้วยวิธีรีแอคตีฟดีซี แมกนีตรอน สปัตเตอริง ผลของเงื่อนไขการเคลือบ ได้แก่ อัตราไหลแก๊สไนโตรเจน ความหนาได้ถูกศึกษาสมบัติของฟิล์มบางอลูมิเนียมไนไตร์ดที่เคลือบได้ ได้แก่ โครงสร้างผลึก ลักษณะพื้นผิวความหนาและค่าการส่งผ่านแสง ถูกตรวจสอบด้วย X-ray diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM) และสเปคโตรโฟโตมิเตอร์ ตามลำดับ ค่าคงที่ทางแสงแถบพลังงานของฟิล์มที่เคลือบได้คำนวณจากสเปคตรัมการส่งผ่านแสง ผลการศึกษาพบว่าสามารถเคลือบฟิล์มบางอลูมิเนียมไนไตรด์ ที่มีโครงสร้างผลึกแบบเฮกซะโกนอลบนวัสดุรองรับได้ ฏกยอัตราไหลแก๊สไนโตรเจนและความหนามีผลต่อโครงสร้างและลักษณะพื้นผิวของฟิล์ม สำหรับค่าคงที่ทางแสงที่ความยาวคลื่นแสง 600 nm พบว่ามีดัชนีหักเห (n) และสัมประสิทธิ์การดับสูญ (k) เท่ากับ 1.97 และ 0.007 ตามลำดับ และแถบพลังงาน (Eg) มีค่าประมาณ 4.24 eV Aluminium nitride thin films were deposited on glass slides and silicon wafers by reactive DC magnetron sputtering method. The effects of deposition parameter such as N2 gas flow rate and thickness have been investigated. The properties of the as-deposited AlN thin film such as crystal structure, surface morphology, thickness and transmittance were characterized by A-ray diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM), and spectrophotometer, respectively. Optical constant and energy band gap of the as-deposited films were calculated from transmission spectra. The results showed that AlN thin films with hexagonal phase were successfully deposited on substrates. The N2 flow rate and thickness were effected on the crystal structure and surface morphology of films. The refractive index (n) and extinction coefficient (k) at wavelength 600 nm were 1.97 and 0.007, respectively, while energy band gap (Eg) was approximately 4.24 eV.