磁控溅射铜薄膜微观结构对其电爆性能的影响

采用直流磁控溅射法在不同溅射功率和工作气压条件下沉积Cu薄膜,对其进行X射线衍射、原子力显微镜、电阻率测试,分析了工艺参数对Cu薄膜的沉积速率、微观结构和电阻率的影响。通过紫外光刻技术将Cu薄膜制成桥箔,采用电爆测试平台获得Cu桥箔的电爆参数,研究了Cu薄膜的晶粒尺寸、择优取向对其电爆性能的影响。结果表明:随溅射功率的增大,Cu薄膜的沉积速率增加、晶粒尺寸增大、Cu(111)晶面择优取向特性变差,且电阻率降低;随溅射工作气压增大,Cu薄膜的沉积速率降低、晶粒尺寸减小、Cu(111)晶面择优取向越明显,且电阻率增加。对于相同桥区参数的Cu桥箔,晶粒尺寸越小,其爆发时刻就越早;Cu(111)晶面择优取向越明显,其爆发电流和峰值功率就会越大。     

高气压下温度对金刚石膜择优取向的影响

采用自主改进的圆柱谐振腔式MPCVD装置,以H2-CH4为气源、反应腔压强30kPa、微波功率6kW、CH4浓度2%,在不同的沉积温度下进行了多晶金刚石膜的制备研究。采用扫描电镜、X-射线衍射技术对所制备样品的表面形貌、物相及晶面取向进行了分析。结果表明,在高气压条件下,沉积温度由800℃升高至900℃时,金刚石膜的表面形貌由(111)晶面择优取向逐渐转向(100)晶面择优取向;沉积温度由900℃升高至1050℃时,金刚石的表面形貌由(100)晶面择优取向逐渐转向(111)晶面择优取向。     

PI衬底上电沉积Cu薄膜的晶面择优取向

采用硫酸盐电沉积法,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究了不同电沉积条件下在PI膜表面制备的Cu薄膜的品而择优取向、平均晶粒尺寸及表面形貌.结果表明,沉积层的晶面择优取向受Cu薄膜厚度和电流密度影响,电流密度较小(0.2 A/dm2)和较大(3.5～5.5 A/dm2)时,电沉积Cu膜分别容易得到(111)和(220)晶面择优取向,较大电流密度有利于晶核的形成,薄膜表面平均颗粒尺寸较小.     

薄膜厚度和退火温度对纳米多晶硅薄膜特性影响

以高纯SiH4为气源,采用低压化学气相沉积方法在p型〈100〉晶向单晶硅上620℃制备纳米多晶硅薄膜,对不同薄膜厚度纳米多晶硅薄膜分别在700、800、900℃进行高温真空退火,通过X射线衍射(XRD)、Raman光谱(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究薄膜厚度、退火温度对薄膜结晶取向、表面形貌等结构特性影响。结果表明,随薄膜厚度增加,薄膜取向显著且多晶特征明显,沉积薄膜多晶取向为〈111〉、〈220〉和〈311〉晶向,择优取向为〈111〉晶向,TO模强度减弱且加宽,晶粒大小增加;同一薄膜厚度,随真空退火温度升高,X射线衍射峰强度增强,TO模强度增强。     

添加SeO2对电沉积纳米晶Cu的影响

采用扫描电镜、X射线衍射等方法,研究了SeO2作为添加剂对直流电沉积纳米晶Cu表面形貌、微观结构和硬度的影响.结果表明,加入O.02 g/L SeO2可使沉积层表面平整致密,沉积Cu层的(111)晶面择优取向程度上升,晶粒尺寸减小至27.9 nm左右,显微硬度升至277 HV,约为粗晶铜硬度的6倍.     

H2O+ O2气氛下电子束蒸镀制备MgO介质保护膜特性研究

采用电子束蒸镀法在H2O+ O2气氛下制备了MgO介质保护膜,通过扫描电镜、X射线衍射(XRD)等方法分析了MgO薄膜的表面、截面形貌与晶体结构,研究了不同H2O流量下得到的MgO薄膜对等离子屏放电特性的影响。结果表明:MgO薄膜呈柱状结构,随H2O流量增加MgO晶粒尺寸变大、晶界减少;XRD分析结果显示H2O+ O2气氛下,MgO薄膜除(111)晶面择优取向外,还出现了(220)晶面取向;H2O气氛的通入降低了等离子屏的维持电压、改善了放电裕度,同时缩短了寻址放电延迟时间,有利于等离子屏节能降耗和实现快速寻址。     

射频反应磁控溅射制备AlN多晶薄膜及其择优取向研究

采用RF反应磁控溅射在Si(111)基片上制备了多晶AlN薄膜,研究了工作气压对AlN薄膜晶面择优取向的影响。利用台阶仪、X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FTIR)对AlN薄膜的沉积速率、晶体结构、化学结构及成分进行了表征。结果表明:工作气压对AlN薄膜晶面择优取向具有十分显著的影响,当工作气压低于0.6 Pa时,薄膜呈现(002)晶面择优取向;当气压增加到1 Pa时,AlN薄膜呈现(100),(002)混合晶面取向;当工作气压为1.5 Pa时,(002)晶面衍射峰消失,薄膜呈现(100)晶面择优取向。根据分析结果,提出了工作气压对AlN薄膜择优取向的影响机制,其次,在AlN薄膜的FTIR光谱中,Al-N键振动在波数为678 cm-1处有强烈的吸收峰,Al-N振动吸收峰包含A1(TO)模式以及E1(TO)模式,分别位于612,672cm-1附近,A1(TO)模式与E1(TO)模式振动吸收峰的积分面积之比与AlN薄膜的择优取向有关。结果显示FTIR技术可以作为XRD的补充手段,用于表征多晶AlN薄膜的择优取向。     

轴对称磁场对电弧离子镀TiN-Cu纳米复合膜性能的影响

在电弧离子镀靶后端加入轴对称线圈磁场,制备了TiN-Cu纳米复合膜。观察线圈磁场强度对靶表面电弧斑点游动速率和弧柱形状的影响,及其对沉积薄膜的表面形貌、沉积速率、纳米压痕硬度和弹性模量的影响。结果表明,提高线圈磁场强度可提高电弧斑点的游动速率,进而降低靶表面金属液滴喷射几率,减小沉积薄膜中大颗粒的尺寸和数量。X射线衍射(XRD)谱显示,沉积薄膜只含有TiN相,未出现金属Cu或其化合物的衍射峰;薄膜呈现明显的(111)晶面择优取向。随着线圈磁场强度的提高薄膜沉积速率、压痕硬度和弹性模量先增加,达到最大值后又略有减少,其最大硬度和弹性模量分别达到35.46GPa和487.61GPa。     

离子束辅助沉积铂碳混合膜及其抑制栅电子发射性能

采用离子束辅助沉积技术,在硅、钼衬底上分别制备铂碳混合膜.XRD的分析结果表明,当铂碳混合膜中铂的组份较多时,有较强的铂(111)面衍射峰和较弱的铂(200)面衍射峰,铂的组份呈(111)择优取向.Raman谱的分析结果表明,碳基本上呈非晶状态.模拟二极管的实验表明,在纯钼阳极上镀覆铂碳混合膜,其抑制热电子发射的性能明显优于纯钼阳极.     

飞秒脉冲激光沉积Si基a轴择优取向的钛酸铋铁电薄膜及Ⅰ-Ⅴ特性研究

采用飞秒脉冲激光沉积系统,在Si(111)衬底上制备了a轴和c轴择优取向的Bi4Ti3O12薄膜.X射线衍射(XRD)表明室温(20℃)下沉积的Bi4Ti3O12/Si(111)薄膜呈c轴择优取向,晶粒的平均直径为20nm.在500℃沉积的Bi4Ti3O12/Si(111)薄膜呈a轴择优取向.测量了薄膜的电滞回线和Ⅰ-Ⅴ特性曲线,并用分布参数电路研究了Bi4Ti3O12薄膜的Ⅰ-Ⅴ特性曲线和铁电性的关联性.a轴择优取向Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化强度Pr=15μC/cm2,矫顽力Ec=48kV/cm.