铝掺杂对硼化锆薄膜微结构及电学性能的影响

摘要

二硼化锆(ZrB_(2))具有优异的电学性能、热稳定性和力学性能,广泛应用于微电子产品和高温陶瓷领域,采用元素掺杂的方法可以对其成分和微观组织结构进行调控。采用磁控共溅射技术在Si(100)基底上制备了不同Al含量的ZrB_(2)薄膜,利用X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射和四点探针仪分析了Zr-Al-B薄膜的化学成分、微结构和电学性能。研究结果表明:铝掺杂会影响硼化锆薄膜的成分和微观结构,进一步影响其电学性能。不同Al溅射功率下制得的薄膜表面平整,结构致密且为多晶结构;随着Al/Zr原子比的增加,薄膜结构从纯ZrB_(2)晶相转变为ZrB_(2)和Al_(2)O_(3)复合相;薄膜电阻率呈现先降低后上升趋势,电阻率最小为0.027Ω∙cm,表明掺入少量Al可以提高硼化锆薄膜的电学性能。