脉冲激光感应溅射沉积

脉冲激光感应溅射沉积是一种新型溅射镀膜技术。已不再用传统溅射镀膜工艺中的辉光放电现象。采用脉冲激光器和导电电极板产生离子。介绍了特点和潜在的优势。能在高真空条件下进行溅射沉积。给出了实验结果,说明了新技术实用的可行性。     

离子束溅射沉积干涉光学薄膜技术

离子束溅射技术是近些年发展起来的制备高质量光学薄膜的一种非常重要的方法,它具有其它制膜技术所无法比拟的优点。但是,国内外对这方面的的研究和介绍甚少,且鲜见报到,本文着重介绍了离子束溅射技术的发展、原理和特征以及应用前景。     

溅射与沉积过程的计算机模拟

应用ＴＲＩＭ和ＴＲＥＩＤＹＮ程序模拟氮化硼材料的溅射率与Ａｒ＾＋入射角的关系，Ａｒ＾＋辅助沉积氮化硼薄膜与硅基片的界面结构，铜基片溅射率与入射能量的关系，以及Ａｒ＾＋以垂直于表面方向轰击非晶硅产生的溅射速率。铜基片溅射率的计算结果与已有的实验数据比较表明，两者吻合得很好。     

ECR微波等离子体溅射沉积氮化铝的研究

利用自制的ＥＣＲ（电子回旋共振）微波等离子体溅射沉积装置，在氮气分压很低的条件下（２．６× １０－３～２．９ × １０－２Ｐａ）成功地获得了透明绝缘的纯氨化铝膜。电阻率达１０１１ ·ｃｍ，折射率约为 ２．０５，膜的其他各项物理性能均达到了较好的指标．     

射频等离子体增强非平衡磁控溅射沉积技术

介绍了射频电感耦合等离子体增强非平衡磁控溅射沉积技术的原理、实验性能。并用该技术在Si基片上沉积了Cu膜，研究了所成膜的结构、表面形貌及膜成分等，分析结果表明在该条件下沉积的Cu膜致密，晶粒尺度大约在100～1000nm，膜基界面比较紧密，没有明显的空洞，并且膜呈（111）织构。最后简要介绍了该技术应用的前景。     

采用电子回旋共振微波等离子体增强的溅射沉积薄膜技术

利用高等离子体密度、高电子温度和高离化率的ECR微波等离子体增强二极溅射、磁控溅射反应沉积金属氨化物薄膜。实验结果表明，ECR微波等离子体具有降低薄膜沉积温度，提高薄膜沉积速率和改善薄膜质量的作用。特别是采用基片施加脉冲负偏压的ECR微波等离子体源离子增强反应磁控溅射沉积技术，设备成本低，工艺方法简单，可获得与离子束增强沉积（IBAD）相近的对薄膜结构和特性的改性作用，可制备高质量金属氢化物薄膜。     

旋转圆柱靶溅射沉积产额分布

采用数值计算模型,计算了旋转圆柱靶溅射产额分布。数值计算中假设从靶溅射出来的粒子服从余弦函数定律。计算得到的单靶溅射产额分布和Al靶在Ar气压0.4Pa测量得到的实验值基本相同。同时计算了孪生旋转圆柱靶的溅射产额分别与靶基距、靶间距,以及靶旋转角度的相关性。     

溅射镀膜进展

磁控溅射是在玻璃上沉积薄膜的一种真空镀膜技术。自20世纪60年代末发明以来，溅射电极经历了一系列演变。最重要的技术进步是旋转筒式磁控管及先进旋转筒式溅射靶的使用。这两项并行进展使镀膜效率大为提高，同时使成本显著降低，与此同时镀膜质量获得保证，厚度均匀性得到改善。     

磁控溅射薄膜生长全过程的计算机模拟研究

本文通过建立多尺度模型,结合模拟了磁控溅射中溅射原子的产生、溅射原子的碰撞传输、以及最终成膜的全过程,研究了基板温度、溅射速率、磁场分布和靶材-基板间距对薄膜生长过程与薄膜性能的影响.模拟结果显示,提高基板温度或降低溅射速率都会增加初期生长阶段薄膜的相对密度;磁场对靶的利用率有显著的影响,而对薄膜最终形貌的影响不大;增大靶材-基板间距会降低薄膜的粗糙度.     

非平衡磁控溅射氮化钛薄膜及其性能研究

采用非平衡磁控溅射技术,在钛合金(Ti6Al4V)表面沉积氮化钛薄膜。通过改变氮气和氩气分压比(PN/PAr)和基体偏压,制备出不同结构、性能的氮化钛薄膜。采用X射线衍射技术、原子力显微镜、PS-168型电化学测量系统、CSEM球盘摩擦磨损实验机、HXD-1000 knoop显微硬度仪等研究了薄膜的结构、表面形貌、耐腐蚀性能与机械性能。结果表明,采用非平衡磁控溅射技术制备出了致密的氮化钛薄膜。当PN/PAr较小时,氮化钛薄膜中存在Ti2N时,Ti2N相可以有效提高薄膜的硬度和耐磨损性能;当PN/PAr增加到0.1时,薄膜硬度达到最大,耐磨损性能最优;随着PN/PAr的继续增大,氮化钛薄膜中主要存在TiN相,氮化钛薄膜的复合硬度和耐磨损性能降低。在钛合金(Ti6Al4V)表面沉积氮化钛薄膜可以显著提高其在Hanks类体液中的耐腐蚀性能。     

非平衡磁控溅射类金刚石薄膜的特性

非平衡磁控溅射(UBMS)结合了普通磁控溅射(MS)和离子束辅助沉积的优势,易于实现离子镀,近年来得到了广泛的应用.采用该技术制备的类金刚石薄膜(DLC)具有许多独特的性质.本文研究了非平衡磁控溅射技术制备DLC薄膜的光学、机械,电学和化学性能.研究表明,非平衡磁控溅射制备的DLC膜具有较宽的光谱透明区,且表面光滑、摩擦系数小、耐磨损、抗化学腐蚀,同时具有较高的电阻率和良好的稳定性.     

磁控溅射离子束流密度的研究

磁控溅射镀膜技术由于具有显著的优点而得到了广泛的应用.磁控溅射离子束流密度的大小及分布状况,直接决定着薄膜质量的优劣.本文通过对比研究了普通磁控溅射(MS)和非平衡磁控溅射(UBMS)两种工作模式下,氩气流量、负偏压等工艺参数对离子束流密度大小的影响,测试了基片架附近的离子密度,分析讨论了测试结果.     

溅射气压对TiN薄膜的制备工艺及光学性能的影响

采用直流反应磁控溅射法,在Si（111）基底上制备氮化钛（TiNx）薄膜。研究了溅射沉积过程中腔体气压对TiNx薄膜结构及性能的影响。研究发现：在保持其它工艺参数不变的情况下,改变溅射气压,沉积的TiNx薄膜主要成分是立方相TiN,薄膜的结晶显示出明显的（200）择优取向。在腔体气压为0．5Pa时出现（200）衍射峰最强、择优取向最明显。随着腔体气压的增加,薄膜厚度变小,而衍射峰则呈减弱的趋势。在腔体气压为0．3Pa时,膜层致密均匀,没有大尺寸缺陷且光洁度好,薄膜的结晶度最好,表面也最光滑。在测试波长范围内对光的平均反射率最大（达85％）,可满足光学薄膜质量方面的要求。     

非平衡磁控溅射法Ti/TiO2薄膜的制备及分析

在光学玻璃衬底上利用新型非平衡磁控溅射技术沉积了Ti／TiO2薄膜。原子力显微镜分析表明，薄膜表面光滑、致密、均匀，表面粗糙度（Ra）小于10nm，组成薄膜的颗粒尺寸小于100nm。膜厚测量分析表明，TiO2薄膜的沉积速率达110nm／min。在拉曼光谱中，没有出现晶态TiO2薄膜的散射峰，表明所得TiO2薄膜为非晶结构。利用紫外-可见光全反射谱分析了薄膜的光学性能，结果发现，单纯TiO2薄膜存在微弱吸收，在波长约550nm时出现最大反射率，其后波长越大，吸收率越高；在Ti/TiO2薄膜体系中，随着沉积的Ti膜的厚度增大，Ti薄膜界面的反射率增大，薄膜吸收率提高；在玻璃衬底的正反面均沉积适当厚度的Ti／TiO2薄膜时，能够获得不同的色彩效果；根据薄膜干涉特征，计算所得TiO2薄膜的折射系数约为3．0。另外，所得TiO2薄膜不存在明显光电效应。     

微波-ECR等离子体辅助沉积Zr-N薄膜结构和性能研究

在不同氮流量下,利用微波-ECR等离子体溅射沉积技术在45#钢基体上制备了ZrN薄膜.XRD、TEM分析结果表明:随着充入N2流量的改变,薄膜结构由单一的ZrN结构向ZrN和ZrNx复合结构转变,然后出现非晶态结构.当N2流量在(2～8) sccm之间,薄膜为ZrN结构;在(10～12) sccm时,为ZrN和正交的ZrNx(a=0.3585 nm,b=0.4443 nm,c=0.5798 nm)混合型结构;14 sccm时出现非晶化趋势.俄歇电子谱仪(AES)和探针分析表明:薄膜中氮含量为7.73%～66.96%.同时对薄膜的硬度进行了测试,薄膜硬度在19.82 GPa～26.32 GPa之间,随氮值的变化,先增加后降低.对硬度最高的4#样品进行了摩擦性能测试,磨损率约4.5×10-8 mg/min.薄膜这些性能的变化是由于不同氮流量下薄膜结构发生变化造成的.     

脉冲激光沉积(PLD)薄膜技术的研究现状与展望

综述了脉冲激光沉积 (PLD)薄膜技术的研究现状 ,并按照研究方向将整个研究领域分为三个部分 :PLD法沉积薄膜的机理 ,PLD的工艺研究以及PLD法沉积的主要薄膜材料 ,分别进行了阐述 ,对相关的研究工作提出了建议 ,并对PLD技术的应用前景做了展望     

中频磁控溅射技术制备Co-Ni合金薄膜

由于电镀硬铬对环境有一定的污染,因而选择合适的制备方式和合适的替代硬铬的材料具有一定的实际意义。本文选用Co-Ni作为硬铬的替代材料,并采用中频磁控溅射的方式在铜基底上制备Co-Ni合金薄膜,重点研究了溅射功率与Co-Ni合金薄膜的沉积速率、成分的关系,结果表明沉积速率随溅射功率的增加而增加;溅射功率在0.8~1.1 kW之间时,薄膜成分与靶材成分基本一致;并把1.1 kW时制备的Co-Ni合金薄膜的电极化腐蚀性能与电镀Cr薄膜、离子镀Cr薄膜相比较,结果表明Co-Ni合金的腐蚀电位可达到-0.245 V,具有较强的耐腐蚀性。     

钛阳极磁控溅射钽的工艺研究

涂层钛阳极在使用中会因氧化而失效.为了开发新型的涂层钛阳极,进行了磁控溅射钽作钛阳极底层的研究.通过改变溅射功率、氩气压力及溅射时间,对不同工艺条件下沉积的钽膜进行了分析.用XRD分析了溅射层的成分及相结构;通过SEM,AFM观察了钽膜的微观形貌和颗粒尺寸;用拉开法测定了钽膜的附着力.综合分析了影响钽膜质量的因素,推荐磁控溅射3～4靘钽膜的优化工艺为:功率100～130 W,氩气压力0.1～0.3 Pa,溅射时间45～50 min.钽膜作为底层可提高二氧化铅阳极的使用寿命40倍以上.