表面粗糙度对磁控溅射纯Cu靶材刻蚀区表面形貌及溅射性能的影响

通过将不同粗糙度的纯Cu试样安装在组合靶中以保证相同试验条件,采用白光干涉仪、离子镀膜机、电子分析天平和扫描电镜等方法研究了表面粗糙度对磁控溅射金属靶刻蚀区表面形貌及溅射性能的影响。结果表明,不同粗糙度的试样严重影响其溅射后的表面形貌,在靶材刻蚀最深区域出现凹坑和连续凸起分布的形貌,而在刻蚀较浅的区域出现了溅射蚀坑和不完全刻蚀的晶粒所形成的“亮点”;取向不同的晶粒内部和晶粒边界刻蚀后均出现台阶状形貌,但晶粒内部台阶高度和宽度远远小于晶粒边界,这是由于晶界刻蚀速率较晶粒内部快;表面初始粗糙度越大的试样溅射10 h后,其刻蚀最深区域的表面粗糙度越大;试样溅射过程的前10 h,初始表面粗糙度最小的试样其溅射产额最大。因此,可通过降低靶材表面粗糙度来增加薄膜沉积速率和溅射过程的稳定性。     

SPS制备难熔钼及钼钽溅射靶材的组织和性能

采用放电等离子体烧结(SPS)技术,在烧结温度1400～1600℃、保温时间5 min及压力30 MPa下制备纯钼和两种不同成分(Mo-3％Ta、Mo-5％Ta,质量分数)的钼钽靶材.研究了烧结样品的物相、显微形貌、致密度、硬度及热导率,并与商业纯钼靶材的性能进行对比.结果 表明:SPS烧结的钼靶材晶粒尺寸远小于商业纯...     

溅射靶材的制备及发展趋势

随着电子信息产业突飞猛进的发展,世界溅射靶材的需求量越来越大．文章介绍了溅射靶材的制备情况．并对靶材的发展趋势做了探讨．     

纯银溅射靶材的制备、微观结构及溅射成膜研究

银薄膜作为高新技术领域极具潜力的新材料,在现代工业中得到了广泛的应用。以银靶为源材料的磁控溅射已成为制备银薄膜的常用方法。本研究比较了冷轧状态和退火状态下Ag靶的溅射性能,探讨了Ag靶与Ag薄膜之间的关系。结果表明:冷轧变形量为83.33%后进行600 ℃退火可以有效提高Ag{110}的织构密度。冷轧态和退火态Ag靶具有相似的沉积速率。两种Ag薄膜的电阻率均随溅射时间的延长而降低。在溅射时间相同的情况下,退火态Ag靶溅射的Ag薄膜电阻率低于冷轧态Ag靶溅射的Ag薄膜。退火态Ag靶组织均匀,溅射后溅射跑道较浅。     

溅射用优质铌靶材的制备

采用相对纯度>99.95%的铌条,经两次电子束熔炼后得到Φ160mm的铌锭,通过锻造→机加工→轧制→热处理→校平→机加工→检测→成品制成靶材试样。成品试样分别在850,920,1000,1050℃热处理,对不同热处理后的试样进行组织、晶粒度的工艺流程检测。结果显示,1100℃沿轴向单向高温镦锻,可以较好破碎晶粒,提高塑性变形激活能,易于形成(111)织构。轧制过程选用第一道次加工率ε1≥30%和换向轧制前后变形比△为1.6时,可以使板材的晶粒大小均匀,纵横向差别减小。成品在920℃,1h热处理后晶粒尺寸小于100μm,晶粒取向一致,晶粒大小分布均匀,有利于提高溅射膜的质量。     

Ta含量对Mo靶材组织及抗高温氧化性能的影响

本实验通过放电等离子烧结工艺(SPS)制备Mo-xTa (x=0%,2%,4%,6%,8%,质量分数,下同)靶材,研究其在静态空气下的高温氧化行为。结果表明：Mo-xTa(x=0%, 2%, 4%, 6%, 8%)靶材的相对密度均超过了98%,无明显孔隙。随着Ta含量的增加,晶粒尺寸降低,维氏硬度增大。经500℃氧化60 min后,Mo-Ta靶材表面形成MoO₂、MoO₃和Ta₂O₅的混合氧化层。Ta含量越高,氧化层中MoO₃和Ta₂O₅的占比越大。Mo-xTa (x=0%, 2%, 4%, 6%, 8%)靶材的氧化增量随着Ta含量的增加,先降低后升高,这表明合理的Ta含量有利于提高Mo靶材的抗氧化性能。与纯Mo相比,Mo-xTa (x=2%, 4%)靶材表面形成了均匀细密的氧化物层,能够抑制O原子向基体内部扩散。然而,Mo-xTa (x=6%, 8%)靶材的氧化膜存在大量孔隙,孔隙为O原子提供给了快速扩散的途径,导致氧化加剧。     

工艺条件对溅射薄膜附着性的影响

溅射薄膜材料应用很广泛，其中薄膜的附着性是影响薄膜材料质量的重要因素，膜／基界面结合强度是制约薄膜材料实际应用的关键之一。本文综述了关于溅射薄膜附着性能的研究进展，总结了影响附着性的主要工艺因素，为改善薄膜质量提供参考依据。     

溅射气压对ZnO透明导电薄膜光电性能的影响

采用射频磁控溅射方法,在普通玻璃上制备了具有高度c轴取向的ZnO薄膜,研究了溅射气压(0.2～1.5 Pa)对ZnO薄膜的微观结构和光电性能的影响.AFM、XRD、UV-Vis分光光度计及四探针法研究表明:随着溅射气压的增大,ZnO薄膜沿c轴方向的结晶质量提高,晶粒细化,薄膜表面更加致密,晶粒大小更加均匀;ZnO薄膜在400～900nm范围内的平均透过率均高于85%,其中在0.5～1.5 Pa范围内其透过率高于90%;样品在高纯氮气气氛中经350 ℃,300 s退火后,电阻率最低达到10-2 Ω-cm量级.     

镍铂合金溅射靶材在半导体制造中的应用及发展趋势

镍铂合金靶材广泛应用于半导体工业。通过磁控溅射,镍铂合金靶材在硅器件表面沉积并反应生成镍铂硅化物薄膜,实现半导体接触及互连。对镍铂硅化物在肖特基二极管制造和半导体集成电路中的应用进行了分析,综述了镍铂合金结构与性质研究成果及制备方法,提出了镍铂合金靶材高纯化、提高磁透率和控制晶粒度的发展趋势。     

退火温度对Mo薄膜微观结构及形貌的影响

采用直流磁控溅射技术,制备了厚度为3.8μm的Mo薄膜,并对其在不同温度下进行了退火处理。采用白光干涉仪和SEM对Mo薄膜进行了表征,讨论了不同温度对薄膜表面形貌的影响;利用XRD对Mo薄膜的结构进行了分析。结果表明:随着退火温度由450℃升高到1 050℃,晶粒平均尺寸逐渐增大,微曲应力呈减小趋势;在温度高于900℃时,薄膜发生再结晶,同时表面有微裂缝及大量气孔出现;薄膜的表面粗糙度随退火温度的升高有逐步增大的趋势。     

热氧化温度对磁控溅射CrTiAlN梯度镀层表面形貌与组织结构的影响

采用SEM和XRD法,分析了磁控溅射CrTiAliN梯度镀层的表面与断口形貌及其相组成随加热温度的变化规律。研究表明：CrTiAliN镀层在600℃之前物相和组织结构保持稳定,随后的升温过程中有相变行为,随着温度的升高,物相由以致密的非晶态物质为主,依次出现CrN、Cr2O3相和AlN等物相;相变的发生有利于镀层保持高温硬度和结合力。加热至900℃时,尽管在镀层表面观察到微区融化现象,但膜基结合紧密;加热至1100℃时镀层表面出现开裂并伴有剥落现象。从温度对镀层的氧化形貌及物相、组织转变机理分析,CrTiAlN梯度镀层在≤900℃时有良好的热稳定性。     

磁控溅射制备Mo薄膜的优化工艺和组织及性能研究

基于正交试验设计,采用射频磁控溅射技术在不同工艺条件下制备了一系列纯金属Mo薄膜。以薄膜的纳米硬度和结合强度为评价指标,考察分析了溅射靶功率、基片温度、氩气流量和真空度4个工艺参数对溅射Mo薄膜综合力学性能和组织结构的影响规律及机理。结果表明,所制备的多种Mo薄膜均为立方多晶结构,并在(110)和(220)晶面择优生长。薄膜由细小的"树枝"状颗粒随机堆叠而成,表面呈压应力状态。综合考虑薄膜的沉积质量和沉积效率,提出磁控溅射制备Mo薄膜的较佳工艺参数为Mo靶功率100 W,沉积温度120℃,氩气流量90 cm3/min,真空度0.2 Pa。采用优化工艺制备的Mo薄膜具有良好的结晶状态和均匀致密的组织结构,纳米硬度为7.269 GPa,结合强度高达33.8 N。     

基体对硅钼薄膜结构及电学性能的影响

采用射频磁控溅射法在硅基底上制备了硅钼薄膜，并研究了不同基体对薄膜相结构、表面形貌及电学性能的影响。XRD，AFM和SEM分析结果表明，硅和石英玻璃基体上沉积的硅钼薄膜为非晶，而氧化铝基体上沉积的硅钼薄膜为多晶。四探针电阻测试结果表明，随着退火温度的升高，硅基体和氧化铝基体上的硅钼薄膜其方阻逐渐降低，而石英玻璃基体上的硅钼薄膜其方阻却异常增大。     

掺钼对二氧化钒薄膜热致变色特性的影响

通过溶胶-凝胶和真空热处理工艺在石英基底上制备出不同掺Mo量的二氧化钒薄膜。对薄膜进行了X射线衍射及热分析,并测试了其电阻及7.5~14μm波段红外热图随温度的变化,研究了Mo掺杂对二氧化钒薄膜热致变色性能的影响。结果表明,Mo进入VO2晶格,替换了部分V的位置;随着掺Mo量的不断增加,相变温度不断降低,但电阻突变量级比未掺杂时有所减小;掺Mo量(MoO3:V2O5,下同)为5%时,相变温度可降至45℃左右;红外热图分析表明,Mo掺杂VO2薄膜的7.5~14μm波段发射率可在较低温度下突变降低,薄膜在温度增加时可在较低温度水平上主动控制自身辐射强度、降低其辐射温度。     

银粉形貌及粒径对银浆性能的影响

将银粉、有机载体和玻璃粉按一定比例混合制成导电银浆。银浆通过丝网印刷在硅基片上,保温烧结。采用SEM、四探针法研究银粉的不同粒径与形貌对银浆烧结厚膜层方阻的影响。结果表明,随着球形银粉粒径增大,银膜方阻先减小后增大,当球形银粉粒径在2μm时银膜方阻最小,为4.44?/□;当2μm片状银粉和2μm球形银粉混合加入时,银膜方阻最小,为3.95 m?/□;随着片银的含量增加,银膜方阻先减小后增大,当片状银粉为50%时银膜方阻最小,为3.92 m?/□。     

不同厚度Tl-2212薄膜的表面形貌及超导特性研究

采用直流磁控溅射法和后退火技术在蓝宝石基片上制备了Tl-2212超导薄膜,考察了Tl-2212薄膜的厚度对其形貌和超导特性的影响。实验结果表明,随着超导薄膜厚度增加,其表面形貌由致密平整的结构演化为片状晶体结构,临界转变温度Tc和临界电流密度Jc先增大后减小,微波表面电阻Rs先减小后增大。在退火的CeO2缓冲层上所制备的无裂纹薄膜的最大厚度达到600nm,并仍然具有良好的超导性能。     

Mo元素含量对TiAl合金微观组织及力学性能的影响

设计了4种不同Mo含量的TiAl合金,使用扫描电子显微镜、纳米压痕、热模拟压缩等手段对Mo-TiAl合金的微观组织以及力学性能进行了研究。结果显示,随着Mo含量升高,组织中γ相含量逐渐减少,而β相含量逐渐增多。Mo元素主要以β相的形式存在于TiAl合金中。在热等静压过程中,Mo元素从γ相和α₂相向β相中扩散;Mo-TiAl合金的纳米压痕硬度在Mo含量为1.59%（原子分数,下同）时达到最大,并且纳米压痕硬度和片层间距呈负相关;随着Mo含量升高,Mo-TiAl合金热压缩流变应力降低,Mo含量为2.11%和3.94%的TiAl合金由于Al元素偏析导致其塑性较差。     

铜-钨(钼)薄膜制备及应用的研究进展

介绍了近年来铜-钨（钼）薄膜涂层的制备方法,包括溅射沉积法、离子束辅助沉积法、离子束混合法、电子束蒸发法。重点介绍了溅射法中的磁控溅射法和离子束溅射沉积法,分析了薄膜的结构特征及其在固体润滑剂、电子设备、表面修饰材料等领域的应用,并展望了未来的研究方向和应用前景,指出制备散热材料是未来铜-钨（钼）薄膜研究的主流方向。