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近年来，随着稀土掺杂Ⅲ-V化合物半导体在薄膜电致发光器件、光纤通信和其他光电器件领域的潜在应用，稀土掺杂特别是Er的掺杂引起了世界各国研究机构的重视。材料的禁带宽度越宽，稀土发光的淬灭越弱。作为基质材料，A1N是一种宽禁带半导体材料(6.2eV)，所以A1N：Er温度淬灭小，有着更好的稳定性。
在制备A1N：Er薄膜前，有必要制备出A1N薄膜并研究它的性质，两者对比才能更好地研究A1N：Er的晶格、光电等特性。本论文的主要研究内容和结论如下：
Ⅰ、对A1N/Si(100)和A1N/quartz的分析
A.采用直流磁控溅射法，A1靶直径75mm，靶基距为9cm，本底真空为3×10<-5>pa气体分压N<,2>/Ar=1/3，工作气压0.2Pa，溅射功率72W，溅射时间1小时，溅射过程不加热，使其自然升温，在Si(100)衬底上制备A1N薄膜。结合X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等测试手段研究了薄膜特性。结果表明，所制备的多晶AlN薄膜具有良好的(002)择优取向，其衍射峰半高宽(FWHM)为0.24°。经表面剥蚀后的O原子浓度可达到6.24％，A1和N化学剂量比非常接近1:1。晶粒大小均匀、分布致密，表面粗糙度为0.37nm，表面均方根粗糙度为0.49nm，Z轴方向最高突起约3.13nm。
B.采用制备A1N/Si(100)相同的工艺参数，在石英衬底上制备氮化铝(AlN)薄膜，利用X射线衍射仪分析了薄膜结构；利用椭圆偏振仪和紫外/可见/近红外分光光度计对A1N薄膜进行了相关光学性能的研究，得到了薄膜的折射率、吸收系数随波长的色散关系曲线，并结合透射光谱图，分析了A1N薄膜的相关光学性质。结果表明：利用磁控溅射方法可以获得(100)择优取向A1N薄膜；A1N薄膜在200-300nm远紫外光范围具有强烈的吸收，在300-1000nm波长范围具有良好的透过率；透射光谱图计算得到的薄膜厚度(427nm)与椭圆偏振拟合得到的薄膜厚度(425nm)吻合很好。
Ⅱ、对A1N：Er/Si(100)的分析
A．XRD分析表明制备的A1N：Er薄膜退火前后都是非晶的。850℃温度退火45分钟后的A1N：Er样品在进行表面剥蚀11分钟后测得的XPS全谱图分析表明，制备的A1N:Er样品A1和N化学计量比接近1:1，而且Er的的原子百分比为1％，与文献报道的Er的优化掺杂浓度一致。
B．A1N:Er的AFM分析表明随着退火温度的上升，样品表面粗糙度降低，但超过660℃以后，样品表面反而变粗糙，表明最佳退火温度为660℃。
C．所有的A1N:Er退火样品PL谱中都观察到了537rlm和558nm的发光峰，对应的跃迁分别是<2>H<,11/2>→<;4>I<,15/2>和<4>S<,3/2>→<4>I<,15/2>。PL强度表明，在退火时间为45min时，A1N:Er最佳退火温度为660℃。