原子层沉积制备非晶氧化铝薄膜及其光谱椭偏

采用原子层沉积(ALD)技术在200℃下制备了不同厚度的氧化铝薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)和原子力显微镜(AFM),对薄膜的晶相、组分以及形貌结构进行测试分析,利用光谱椭偏仪采用Forouhi-Bloomer(F-B)色散模型分析了波长300~800 nm内薄膜结构和光学特性。实验结果表明,氧化铝薄膜为非晶态结构,氧和铝原子数之比维持在5左右;薄膜表面光滑无裂纹,粗糙度稳定在1.5 nm左右。随着薄膜厚度的增加,折射率和消光系数均增大,这主要是薄膜厚度增加时,薄膜层内空气的体积分数减小和a-AlOx密度提升所致。F-B拟合厚度与SEM测试结果基本一致,ALD制备的α-AlOx薄膜的生长速率约为每循环0.1 nm,F-B模型获得的粗糙度更小(约为0.5 nm)。α-AlOx薄膜光学性能优异且利用ALD易于制备,可为研究其他类似的氧化物提供参考。