氮化鋁薄膜表面結構及感測特性之研究

Structure and Sensing Properties on a Thin AlN Film

本研究係利用射頻濺鍍系統（R. F. sputtering system）於工作壓力10 mTorr，分別以不同溫度（50oC、100oC 及150oC）備製氮化鋁薄膜於氧化銦錫玻璃（indium tin oxide, ITO）、矽（silicon）及二氧化矽（SiO2）三種不同基板上，以形成AlNX/ITO Glass、AlNX/Si 及AlNX/SiO2/Si 之結構，並利用場發射掃描式電子顯微鏡（field-emission scanning electron microscope, FE-SEM）觀察氮化鋁薄膜之表面結構，且於AlN 薄膜上備製離子選擇物（ionophores），以成為氯離子感測膜，利用半導體參數分析儀（keithley 4200）於1 ~ 10-5 mol/L 之氯化鉀（KCl）、氯化鈉（NaCl）及氯化鋰（LiCl）待測溶液中進行測量，以探討氮化鋁薄膜於氯離子感測元件之感測特性。實驗結果顯示氮化鋁薄膜沉積於ITO Glass 基板晶粒緻密度高，且晶粒平均大小為100 ~ 150 nm，且應用於氯離子感測元件擁有高感測範圍，置於KCl 待測液之電壓感測度為121.48 mV/pCl，置於NaCl 待測液之電壓感測度為143.02 mV/pCl，而置於LiCl 待測液之電壓感測度為168.72 mV/pCl，且線性度趨近於1。