采用磁控溅射法制备多层薄膜

本节采用磁控溅射法制备Si／Si0.75Ge0.25＋Au多层薄膜。选用的基片为Si＜100＞，电阻率为1 000Ω·cm。在镀膜之前，为了去除表面的氧化层，把基片Si＜100＞在BOE溶液中（HF∶NH4F＝1∶6）浸泡5 min，然后分别用丙酮和乙醇溶液超声清洗10 min，最后用超纯水冲洗并用氮气吹干。在室温下，用纯度为5N的Si和Si0.75Ge0.25靶材彼此交替沉积得到多层薄膜样品Si／Si0.75Ge0.25，然后用纯度为4N的Au靶材替代Si／Si0.75Ge0.25多层薄膜样品中的Si0.75Ge0.25层，替代的数目分别是0、2、5、10。通过前期大量实验摸索了Si、Si0.75Ge0.25、Au的沉积速率与溅射功率基本呈线性关系，如图3-7所示。镀膜的本底真空为5×10-7Torr，当开始镀膜时保持镀膜压强为3×10-3Torr，Si和Si0.75Ge0.25的溅射功率都控制在100 W，Au的溅射功率控制在25 W，与此对应的镀膜速率分别约为0.17Å／s、0.22Å／s和0.48Å／s，这也与图3-7中线性拟合值一致。为了保持整个溅射过程中薄膜厚度的均匀性，基片按照固定的旋转速率20 r／min进行旋转。

图3-7　Si，Si0．75Ge0．25和Au靶材的沉积速率与溅射功率关系

所制备的掺Au层多层薄膜样品如图3-8所示。表3-5列出了多层薄膜的制备参数，共制备了4个样品，分别是Si／Si0.75Ge0.25和采用Au层替代2层、5层、10层Si0.75Ge0.25层的Si／Si0.75Ge0.25，其中Si层的厚度约为12 nm，SiGe层和Au层的厚度约为10 nm，总厚度都控制在220 nm左右，多层薄膜周期为10。(www.xing528.com)

图3-8　替换不同层数为Au层后Si0．75Ge0．25薄膜样品示意图

表3-5　Si／Si0．75 Ge0．25和Si／Si0．75 Ge0．25＋Au多层薄膜制备实验参数