在我們的實驗中以不同基板溫度的條件用磁空濺鍍法成長氮化鎵薄膜，
經由電子微探儀分析(EPMA)、掃描式電子顯微鏡量測(SEM)、光致螢光光譜(PL)
以及X-Ray的研究分析得知較低的基板溫度所成長的氮化鎵薄膜品質比較好，
經由不同基板溫度所成長的薄膜，薄膜中的雜質(氧原子)含量會改變，越高基板溫
成長的氧含量會越低，而且Ga和 N的比例亦隨之改變(1.18~1.83)，
並且得知薄膜的成長率(0.30μm/hr~0.35μm/hr)
並不會隨基板溫度的改變而有明顯的變化。
經由掃描式電子顯微鏡(SEM) 以及能量分散光譜儀分析(EDS)
得知以矽基板成長的薄膜表面比藍寶石基板的粗糙，而且矽基板成長的薄膜
表面在比較低溫下(100oC)成長薄膜會比較粗糙。

ABSTRACT
In this thesis we deposit GaN films by magnetron rf sputtering with changes substrate temperature.
The electron probe microscope analysis ( EPMA ), scanning electron microscope ( SEM ),
photoluminescence measurement ( PL ) and X-ray diffraction ( XRD ) had been used to
investigate these GaN films. We find GaN films crystalline quality deposit at low temperature is
better then deposit at high temperature. From EPMA analysis we know higher substrate
temperature lower oxygen amount of film. The ratio of Ga to N is 1.18 ~ 1.83 in average.
The growth rate is about 0.30 μm/h ~ 0.35 μm/h in average. Thus changes substrate
temperature do not influence growth rate obviously. From SEM and EDS analysis we find the
roughness magnitude of films growth on sapphire substrate was smaller than the films
growth on silicon substrate. We also find lower substrate temperature the roughness magnitude
of films larger on silicon substrate.

第一章 前言
1-1 介紹 ………………………………...……… 1
1-2 氮化鎵(GaN)成長 …………………………… 2
1-3 氮化鎵的晶格結構 …………….…………… 6
1-4 成長薄膜的基板(substrates) ….……… 10

第二章 濺鍍(sputtering)
2-1 濺鍍(sputtering) ………………………….. 12
2-2 電漿和高頻濺鍍 ………………………….. 13
2-3 平面式磁控高頻濺鍍系統 ……………… 17
2-4 反應式濺鍍法 …………………………… 19
2-5 濺鍍的重要參數 ………………………… 19


第三章 實驗步驟
3-1 基板清洗 ………………………………….. 23
3-2 濺鍍過程 …………………………………… 25
3-3 濺鍍的流程 …………………………………. 30
3-4 X-Ray 繞射分析 ………………………….. 34
3-5 掃描式電子顯微鏡(SEM)以及能量分佈偵測(EDS) …… 34
3-6 電子微探儀分析(EPMA) .………………… 35
3-7 光致螢光光譜量測(PL) ……………………. 36

第四章 實驗結果
4-1 樣品 ………………………….…………... 38
4-2 電子微探儀分析(EPMA) ………………… 40
4-3 掃描式電子顯微鏡以及能量分散儀分析結果 ….. 43
4-4 光致螢光光譜分析結果 …………………… 55
4-5 X-Ray 繞射分析結果 …………………… 63

第五章 結論 …………………… 68

參考資料 …………………… 69
附錄一 1 ………………………………..…. I
附錄二 2 ………………………………..…. IV

參考資料


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