不同射频溅射功率下直接制备Ca2Si薄膜

磁控溅射系统在恒定Ar气压和Ar气流流量下,使用不同射频溅射功率在Si（100）衬底上分别沉积Ca薄膜;随后,800℃真空退火1 h.立方相的Ca2Si薄膜首次、单独、直接生长在Si（100）衬底上.实验结果指出,在多相共生的Ca-Si化合物中,沉积Ca薄膜时的射频溅射功率影响了立方相Ca2Si薄膜的质量;最优化的溅射功率是85 W.另外,退火温度为800℃时,有利于单一相Ca2Si的独立生长.并且,退火时间也是关键因素.     

不同射频溅射功率下直接制备Ca_2Si薄膜(英文)

磁控溅射系统在恒定Ar气压和Ar气流流量下,使用不同射频溅射功率在Si(100)衬底上分别沉积Ca薄膜;随后,800℃真空退火1 h.立方相的Ca2Si薄膜首次、单独、直接生长在Si(100)衬底上.实验结果指出,在多相共生的Ca-Si化合物中,沉积Ca薄膜时的射频溅射功率影响了立方相Ca2Si薄膜的质量;最优化的溅射功率是85 W.另外,退火温度为800℃时,有利于单一相Ca2Si的独立生长.并且,退火时间也是关键因素.     

Mg2Si薄膜的磁控溅射制备及表征

采用直流磁控溅射的方法在Si(100)衬底上制备了Mg2Si外延半导体薄膜。通过XRD和FESEM对Mg2Si薄膜的晶体结构和表面形貌进行了表征,分析了溅射功率对Mg2Si薄膜制备的影响,得到了Mg2Si薄膜在不同溅射功率下的外延生长特性。结果表明,在Si(100)衬底上,Mg2Si薄膜具有(220)的择优生长特性,并且在50~80W的溅射功率范围内,随着溅射功率的增加,Mg2Si外延薄膜的衍射峰强度逐渐增强。     

溅射功率对ZnO：Si透明导电薄膜性能的影响

采用直流磁控溅射法在室温玻璃基片上制备出了掺硅氧化锌（ZnO：Si）透明导电薄膜,研究了溅射功率对ZnO：Si薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响,实验结果表明,溅射功率对ZnO：Si薄膜的生长速率、结晶质量及电学性能有很大影响,而对其光学性能影响不大。实验制备的ZnO：LSi薄膜为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有垂直于基片方向的c轴择优取向。当溅射功率从45W增加到105W时,薄膜的晶化程度提高、晶粒尺寸增大,薄膜的电阻率减小;当溅射功率为105W时,薄膜的电阻率达到最小值3．83~104n·cm,其可见光透过率为94．41％。实验制备的ZnO：Si薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极。     

磁控溅射Ni-Mn-Ga磁驱动记忆薄膜的组织结构与成分研究

利用射频磁控溅射技术成功地在Si衬底上沉积Ni Mn Ga 薄膜,并采用XRD、SEM、AFM 及EMPA系统研究Ni Mn Ga薄膜的晶体学结构、断面形貌、表面形貌、成分及其影响规律。结果表明,经823K退火1h Ni Mn Ga薄膜完全晶化,室温下呈L21型体心立方结构;断面形貌揭示Ni Mn Ga 薄膜呈柱状结构。Ni Mn Ga薄膜的表面粗糙度随溅射功率和溅射时间的增加而增大;Ni Mn Ga薄膜中Ga的含量受溅射功率影响较大, Ni 的含量受溅射时间影响较大。     

溅射功率对AZO／Cu／AZO多层薄膜结构与光电性能的影响

在玻璃衬底上利用磁控溅射法制备AZO／Cu／AZO多层薄膜,研究了溅射功率对AZO薄膜的微观结构和光电性能的影响。采用X射线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见光谱仪（UVVis）等方法,对AZO薄膜的形貌结构、光电学性能进行了测试。结果表明：不同溅射功率下沉积的AZO薄膜均呈C轴择优取向,溅射功率对AZO／cu／AZO多层薄膜结构与光电性能有一定的影响。在溅射功率为120W、衬底温度为2500C、溅射气压为0．5Pa时薄膜的光透过率为75％,最低电阻率为2．2×10-4Ω·cm、结晶质量、表面形貌等得到明显改善。     

GeSb2Te4薄膜表面形貌及力学性能的分形表征

以不同溅射功率在Si（111）基底上制备了GeSb2Te4薄膜。用原子力显微镜和X射线衍射仪以及高度相关函数法分析了薄膜生长表面形貌的分形维，并用纳米硬度计研究了薄膜表面的力学性能。结果表明，随着溅射功率增大，薄膜表面质量提高，分形维增大，且硬度和弹性上升；但超过一定值后，薄膜表面质量又会降低，分形维也随之减小，硬度和弹性下降。并指出借助分形维数可以优化溅射工艺参数，并能够较好地表征薄膜表面力学性能。     

TiO_2/SiO_2非晶复合薄膜的超亲水性能研究

自制靶材,采用射频磁控溅射法制备超亲水TiO_2/SiO_2非晶复合薄膜,用XRD、AFM、XPS、液滴形状分析仪等方法进行表征。研究了溅射气氛、射频功率以及溅射时间对薄膜亲水性能的影响,并探讨了TiO_2/SiO_2非晶复合薄膜的超亲水机理。结果表明,Ti、Si元素进入薄膜晶格,在TiO_2/SiO_2薄膜界面形成Si—O—Ti键,约为22.4%;Si—O—Ti键的形成增加薄膜表面酸性,提高薄膜表面羟基含量,使薄膜具有超亲水特性。     

射频磁控溅射(Ti,Al)N薄膜性能的研究

采用射频磁控溅射，用Al靶和Ti靶同时溅射沉积（Ti，Al）N薄膜。研究表明：不同Al靶功率沉积的薄膜中始终存在面心立方结构（B1型），当Al靶功率大于250W薄膜中面心立方结构（B1型）和六方结构（B4型）共存。随Al成分的增加，B1型结构晶格常数减小，薄膜择优取向由B1型（111）向B4型（002）转变。薄膜表面随Al靶功率增加分别呈岛状、纤维状和柱状增长。（Ti，Al）N薄膜的硬度随Al靶功率的增加呈上升趋势。等离子体发射光谱分析显示，在相同工艺条件下Al靶比Ti靶先进入非金属态溅射模式，导致在相同功率下Al溅射速率低于Ti溅射速率。     

工作气压对制备立方氮化硼薄膜的影响

本文报道了工作气压对射频溅射法制备立方氮化硼(c-BN)薄膜影响的实验结果.c-BN薄膜沉积在p型Si(100)衬底上,溅射靶为六角氮化硼(h-BN),工作气体为Ar气和N2气混合而成,薄膜的成分由傅里叶变换红外吸收谱标识.结果表明,与射频功率、衬底温度和衬底负偏压一样,工作气压也是影响c-BN薄膜生长的重要参数.要得到一定立方相含量的氮化硼薄膜,必须要有合适的工作气压,否则,薄膜中不能形成立方相.在工作气压为5×10-3乇时,得到了立方相含量在90%以上的立方氮化硼薄膜.     

一种双真空室结构磁控溅射台的研制

本文研制了一种较高档的磁控溅射镀膜设备,用于微电子器件规模化生产过程中的基片表面镀膜.该设备采用双真空室结构,使溅射室始终维持较高的真空度和洁净度,提高镀膜质量和镀膜效率.环绕溅射室设计了3个直流靶和1个射频靶,能够溅射金属膜、介质膜、混合物和化合物薄膜.文中详述了该设备的设计原理、总体结构及工艺控制方法.该磁控溅射台已开发成功并投入使用,替代了同类进口设备.     

溅射沉积技术的发展及其现状

论述了溅射沉积薄膜技术的发展历程及其目前的研究应用状况.二极溅射应用于薄膜制备,揭开了溅射沉积技术的序幕,磁控溅射促使溅射沉积技术进入实质的工业化应用,并通过控制磁控靶磁场的分布方式和增加磁控靶数量,进一步发展为非平衡磁控溅射、多靶闭合式非平衡磁控溅射等,拓宽了应用范围.射频、脉冲电源尤其是脉冲电源在溅射技术中的使用极大地延伸了溅射沉积技术的应用范围.     

反应磁控溅射的进展

反应磁控溅射被广泛应用于制备化合物薄膜。本文分析了反应磁控溅射中迟滞效应、靶中毒与打火现象,讨论了提高反应磁控溅射沉积速率、抑制靶面打火与保持溅射过程稳定性的途径。在阐述了近年来反应磁控溅射量新研发进展的基础上,介绍了中频溅射在减反膜、高反膜和低辐射率膜工业化生产中的应用。     

氧化钒薄膜的制备技术及特性研究

采用直流反应磁控溅射法，通过精确控制反应溅射电压优化了氧化钒薄膜的制备工艺。对制备的氧化钒薄膜，利用四探针测试仪检测了薄膜的方阻和方阻温度系数，用X射线光电子能谱（XPS）仪和原子力显微镜（AFM）对薄膜的钒氧原子比和薄膜的微观形貌分别进行了分析和表征。实验结果表明，利用精确控制反应溅射电压法生长出的氧化钒薄膜的性能得到了进一步的提高。     

Sm—Fe—Ti薄膜磁体的制备和分析

对于在加热基片上直接晶化的溅射薄膜,就溅射参数作了系统的实验研究,如基片温度、溅射气体压、力、沉积速率及靶与基体间距等。在直接晶化的薄膜中,主相为2-17相,还有几种其他的结晶相,视温度和成份而变。     

Magnetron sputtering - Milestones of 30 years

Since the introduction of the planar magnetron by J.S. Chapin in 1974 magnetron sputtering has become the most important technology for the deposition of thin films. Today it has conquered all industrial branches needing high-quality coatings for realization of new or improvement of existing products. The magnetron cathode combines the advantages of economic deposition even on large areas and the ability to coat very temperature sensitive plastic substrates. Main problems like poor target material utilization of the planar magnetron or process instabilities during deposition of highly insulating films have been solved by many innovations during the past 30 years. Novel films with even better quality seem to be possible with “High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS)”. New attempts to increase sputter yield and thus film growth rate are “Sputter Yield Amplification (SYA)” or sputtering from hot targets. This paper gives a brief review on important milestones of the past three decades and outlines some ongoing developments.     

磁控溅射膜厚均匀性与靶-基距关系的研究

从理论上分析了平面磁控溅射靶沉积薄膜的厚度均匀性.根据磁控溅射阴极靶刻蚀的实际测量数据,建立了靶的刻蚀速率方程,以此为依据,对膜厚均匀性的有关公式进行了讨论.采用计算机计算了基片处于不同靶-基距时,膜厚均匀性的分布.研究结果表明,随着靶基距的增加,膜厚均匀性逐渐变好.在同样的靶基距下,沿靶长度方向的均匀性明显优于宽度方向.最后,通过实验证实了上述结论.     

溅射工艺对GdTbFeCo薄膜磁光性能的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃基片上成功制得了GdTbFeCo非晶垂直磁化膜,研究了溅射工艺对GdTbFeCo薄膜磁光性能的影响.测量结果表明,基片与靶间距为72mm,溅射功率为75W,溅射气压为0.5Pa,薄膜厚度为120nm时,GdTbFeCo薄膜垂直方向矫顽力为477.6kA/m,克尔角为0.413°.     

Studies of medium frequency high power density magnetron sputtering discharges

Optical emission spectroscopy and Langmuir probe have been used to study the power dependence of medium frequency, 100 kHz, pulsed magnetron sputtering discharge. Copper target was sputtered in the argon atmosphere. The examined power ranged from 0.5 to 4.5 kW which gave an average power density on target surface from 25 to 115 W/cm². Optical spectroscopy did not reveal any significant changes of copper ion contribution to the sputtering process. The electron temperature and plasma potential changed a little with applied power. The electron density depended linearly on the sputtering power.     

Synthesis and properties of zirconia thin films

Thin films of zirconia have been synthesized using reactive DC magnetron sputtering. It has been found that films with good optical constants, high refractive index (1·9 at 600 nm) and low extinction coefficient can be prepared at ambient temperatures. The optical constants and band gap and hence the composition are dependent on the deposition parameters such as target power, rate of deposition and oxygen background pressure. Thermal annealing of the films revealed that the films showed optical and crystalline inhomogeneity and also large variations in optical constants.