ANNEALING EFFECT ON VIBRATION MODES OF ALUMINUM NITRIDE THIN FILMS

EFECTO DEL TRATAMIENTO TÉRMICO EN MODOS VIBRACIONALES DE PELÍCULAS DELGADAS DE NITRURO DE ALUMINIO

Reactive magnetron sputtering was used to prepare aluminum nitride (AlN) films at an intermediate substrate temperature of 450 ºC. In order to analyze the microstructure and vibrational phonon modes of Al_xN_y and Al_mO_n clusters, the sample was subjected to thermal annealing in a controlled nitrogen atmosphere at temperatures of 550 ºC and 650 ºC, for 20 minutes. The morphological surface was studied by scanning electron microscopy (SEM), and allows us to determine the size, geometry and the facets formation of AlN crystals. The change of microstructure from wurtzite-AlN as-prepared cubic-AlN annealing samples is discussed. From Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) measurements in the range of 650 to 2000 cm^-1, the phonon frequencies of Al_xN_y and Al_mO_n clusters were obtained. The experimental frequencies were compared to theoretical calculations by using density Functional theory (DFT).

Películas de nitruro de aluminio (AlN) fueron obtenidas por magnetrón sputtering a una temperatura de sustrato intermedia de 450 ºC, con el fin de analizar la microestructura y modos fononicos vibracionales de los grupos Al_xN_y y Al_mO_n. La muestra se sometió a un tratamiento térmico en una atmósfera de nitrógeno controlado a temperaturas de 550 ºC y 650 ºC, durante 20 minutos. La morfología de la superficie se estudió mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), permitiendo determinar el tamaño, la geometría y la formación de cristales de AlN. Se discute el cambio de la microestructura de wurtzita-AlN a cúbico-AlN después de realizado el tratamiento térmico. Medidas de espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) en el rango de 650 a 2000 cm^-1, permitieron obtener frecuencias asociadas a modos vibracionales de clústeres de Al_xN_y y Al_mO_n. Las frecuencias experimentales se compararon con cálculos teóricos realizados mediante el uso de la teoría de densidad funcional (DFT).