直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化依（ＩｒＯ_２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲劳性能的影响,利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ_２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ_２薄膜．并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜．讨论了溅射参数（溅射功率、 Ａｒ／Ｏ_２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶、取向和形态的影响．     

中频磁控反应溅射AlN薄膜及微观结构研究

采用中频磁控反应溅射工艺进行了氮化铝薄膜的制备,对沉积速率、晶体结构和表面形貌与氮气流量和溅射功率之间的变化关系进行了研究。结果表明,通过调节N2流量和溅射功率选择性地获得非晶态和沿着c轴方向择优生长的晶态AlN薄膜。在化合物沉积模式下,增加溅射功率和增加反应气体流量均有利于获得非晶态AlN薄膜,并且减小薄膜表面粗糙度,获得光滑的AlN薄膜,并采用薄膜生长原理对这种现象进行了解释。     

沉积时间对磁控反应溅射制备TiO2薄膜性能的影响

应用直流磁控反应溅射法,在玻璃基体上制备了具有光催化活性的TiO2薄膜.TiO2薄膜的厚度随沉积时间的增加而均匀增长.基体温度则在溅射的最初1h很快上升到110℃,溅射7h基体温度不超过130℃.溅射2h得到的是非晶态TiO2薄膜,而溅射3～7h制备的薄膜为锐钛矿型结构.非晶态和小晶粒TiO2薄膜的紫外一可见透射光谱谱带边沿与结晶较好的TiO2薄膜相比有明显的蓝移,薄膜的透射率随沉积时间的增加而下降.钛以四价钛的形式存在于TiO2薄膜中.TiO2薄膜的光催化活性随沉积时间争薄膜厚度的增加而有较大提高.     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化铱（ＩｒＯ２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲性能的影响。利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ２薄膜,并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜,讨论了溅射参数（溅射功率、Ａｒ／Ｏ２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶,取向和形态的影响。     

直流磁控反应溅射制备ZAO薄膜工艺参数的研究

本文对直流磁控反应溅射制备ZAO薄膜的工艺作了具体分析，探讨了沉积温度、氧分压、Al含量和靶基距等对ZAO薄膜的电阻率、可见光区透射率的影响。     

射频磁控反应溅射制备Al2O3薄膜的工艺研究

采用射频磁控反应溅射法,以高纯Al为靶材,高纯O2为反应气体,在不锈钢和单晶Si基片上成功地制备了氧化铝(Al2O3)薄膜,并对氧化铝薄膜的沉积速率、结构和表面形貌进行了研究.结果表明,沉积速率随着射频功率的增大先几乎呈线性增大而后缓慢增大;随着溅射气压的增加,沉积速率先增大,在一定气压时达到峰值后继续随气压增大而减小,同时随着靶基距的增大而减小;随着氧气流量的不断增加,靶面溅射的物质从金属态过渡到氧化物态,沉积速率也随之不断降低.X射线衍射图谱表明薄膜结构为非晶态;用原子力显微镜对薄膜表面形貌观察,薄膜微结构为柱状.     

磁控反应溅射镀设备充气系统设计的几个问题

本文简要地讨论了磁控反应溅设备充气流均匀性的设计原理，质量流量控制器的选择原则和工作的控制方法。     

反应溅射NiCrOx薄膜过程及其光学性质的研究

研究了反应气体流量对磁控反应溅射ＮｉＣｒＯｘ薄膜成分和光学常数的影响,在反应溅射过程中,ＮｉＣｒ靶随着Ｏ２流量的增大出现毒化现象,在不同氧流量条件下可沉积出近于透明的介电薄膜和不透明的吸收薄膜,对薄膜光学常数的研究可应用到太阳能光谱选择摹制备。     

热处理对TaN薄膜微结构及电性能的影响

采用直流磁控溅射制备TaN薄膜,研究了热处理对TaN薄膜微结构及电性能的影响.结果表明,退火温度及退火时间都将影响薄膜的微结构及方阻.随退火温度的升高和时间的延长,TaN薄膜的方阻逐渐增大,但当退火温度高于800℃时,由于氧化严重导致薄膜的方阻异常增大.退火可显著改善薄膜的TCR,制备态TaN薄膜的TCR值为-1.2X10-3,薄膜经800℃退火30min后,其TCR可降低到-7.0x10-4.     

磁控反应溅射制备GexC1-x薄膜的特殊性分析

利用射频磁控反应溅射法 ,以 Ar,CH4 为原料气体 ,在较宽的工艺参数范围内制备出了 Gex C1- x薄膜 ,用干涉法测量了薄膜的厚度 ,对 Gex C1- x薄膜的沉积速率和 Ge原子百分比进行了研究。结果表明 ,Gex C1- x薄膜的沉积速率并没有随着靶中毒后而显著下降 ,甚至略有提高 ,而且 Ge原子百分比可以任意变化 ,表现出与通常磁控反应溅射法不同的特征 ,这与靶中毒之后反应气体粒子在靶面和基片上的反应特点有关。这一结论对磁控反应溅射法制备碳化物有普遍意义。     

反应磁控溅射制备氮化钽扩散阻挡层的研究

采用反应磁控溅射在硅衬底上制备了TaN薄膜,研究了氮分压、溅射功率及衬底温度对薄膜晶体结构、表面形貌和电学性能的影响。结果表明,晶体结构随工艺参数的改变发生变化,GIXRD图谱衍射峰强度随溅射功率和衬底温度的增加而增强,氮气分压的增加使择优取向向(111)晶面偏移;TaN薄膜的表面形貌与溅射功率和氮气分压密切相关,与衬底温度的关系不大,其粗糙度随溅射功率的增加而增大,随氮气分压的增加而减小;TaN薄膜的方块电阻随溅射功率的增加逐渐减小,随氮气分压的增加逐渐增大,温度对方块电阻的影响不大;对Cu/TaN/Si互联体系热处理后发现TaN薄膜具有优异的阻挡性能,在600℃时依然可有效阻止Cu向Si的扩散。     

磁控溅射TiAlSiN膜的抗氧化性能

目前,针对TiAlN和TiAlSiN薄膜在800~1 000℃高温氧化时的硬度及抗氧化性能研究较少。利用磁控溅射技术,在高速钢W18Cr4V表面制备了TiAlN和TiAlSiN薄膜,当Al靶功率为100 W、Si靶溅射电流为0.20 A时,TiAlSiN薄膜硬度及弹性模量达到最大值,对此条件下的膜层进行了大气高温氧化试验。采用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等检测手段,研究了800,900,1 000℃下2种薄膜的抗氧化性。结果表明:经相同温度氧化处理后,TiAlSiN薄膜的表面粗糙度明显小于TiAlN薄膜的;在TiAlN中引入Si元素形成Si3N4包裹TiN纳米晶的复合结构,抑制了膜层中裂纹的形成,使TiAlSiN薄膜在相同氧化温度下的抗氧化性能比TiAlN薄膜更加优异。     

高功率调制脉冲磁控溅射沉积TiAlSiN纳米复合涂层结构调控与性能研究

采用高功率调制脉冲磁控溅射Al/(Al+Ti)原子比(x)分别为0.25、0.5和0.67的TiAlSi合金靶, 溅射功率1~4 kW, 氮气分压25%, 工作气压0.3 Pa, 在Si(100)和AISI 304奥氏体不锈钢基片上沉积了TiAlSiN纳米复合涂层。TiAlSiN涂层中氮含量保持在52.0at%~56.7at%之间, 均形成了nc-TiAlN/a-Si₃N₄/AlN纳米晶/非晶复合结构。随着原子比x增加, 非晶含量增加, 涂层硬度先升高而后降低。当x=0.5时, 硬度最高可达28.7 GPa。溅射功率升高可提高溅射等离子体中金属离化程度, 促进涂层调幅分解的进行, 形成了界面清晰的非晶包裹纳米晶结构, 且晶粒尺寸基本保持不变。当x=0.67时, 溅射功率由1 kW上升到4 kW时, 硬度由16.4 GPa升至21.3 GPa。不同靶材成分和溅射功率条件下沉积的TiAlSiN涂层的磨损率为(0.13~6.25)×10^-5 mm³/(N·m), 具有优良的耐磨性能。当x=0.67, 溅射功率2 kW时, nc-TiAlN/a-Si₃N₄纳米复合涂层具有最优的耐磨性能。     

射频磁控溅射法制备TiB2涂层及其性能分析

利用射频磁控溅射技术在硅和钢片上沉积了TiB2涂层.采用场发射电子扫描显微镜(FESEM),小掠射角x射线衍射(GAXRD)及X射线光电子能谱(XPS)分别研究了涂层的横截面形貌,晶体结构以及涂层中的元素和化学状态.同时,对涂层的显微硬度和残余应力进行了表征.结果表明, 利用射频磁控溅射法制备的TiB2涂层平整光滑,结构致密,沿[001]晶向择优生长,具有纳米晶结构,硬度显著提高,而且残余压应力较低.     

磁控溅射法在涤纶织物上制备氟碳薄膜

用磁控溅射法在涤纶(PET)织物上制备纳米氟碳薄膜,研究了磁控溅射过程中不同PET织物布样、溅射功率、工作气压和基底温度对薄膜性能的影响。对氟碳膜的成膜组分进行了研究,并对溅射后的织物进行了拒水性能和抗紫外性能的测试和分析。     

Influence of Ar/N2 Flow Rate on Structure and Property for TaN/NbN Multilayered Coatings

TaN/NbN multilayered coatings with nanoscale bilayer periods were synthesized at different Ar/N2 flow rates by RF （radio frequency） magnetron sputtering. XRD （X-ray diffraction） and Nano Indenter System were employed to investigate the influence of Ar/N2 flow rate （FAr：FN2） on microstructure and mechanical properties of the coatings. The low-angle XRD pattern indicated a well-defined composition modulation and layer structure of the multilayered coating. All multilayered coatings almost revealed higher hardness than the rule-of-mixtures value of monolithic TaN and NbN coatings. At FAr：FN2=10, the multilayered coating possessed desirable hardness, elastic modulus, internal stress, and fracture resistance, compared with ones synthesized at other Ar/N2 flow rates. The layered structure with strong mixture of TaN （110）, （111）, （200） and Nb2N （101）textures should be related to the enhanced mechanical properties.     

磁控溅射法制备的CdS:Al薄膜的性质研究

采用Al和CdS双靶共溅射的方法, 调控Al和CdS源的沉积速率, 制备出不同Al掺杂浓度的CdS:Al薄膜。通过XRD、SEM、AFM、紫外-可见透射光谱分析、常温霍尔测试对CdS: Al薄膜的结构、形貌、光学和电学性质进行表征。XRD结果表明, 不同Al掺杂浓度的CdS:Al薄膜均为六方纤锌矿结构的多晶薄膜, 并且在(002)方向择优生长。SEM和AFM结果表明, CdS:Al薄膜的表面均匀致密, 表面粗糙度随着Al掺杂浓度的增加略有增加。紫外-可见透射光谱分析表明, CdS:Al薄膜禁带宽度在2.42~2.46 eV 之间, 随着Al掺杂浓度的增加而略微减小。常温霍尔测试结果证明, 掺Al对CdS薄膜的电学性质影响显著, 掺Al原子浓度3.8%以上的CdS薄膜, 载流子浓度增加了3个数量级, 电阻率下降了3个数量级。掺Al后的CdS薄膜n型更强, 有利于与CdTe形成更强的内建场, 从而提高太阳电池效率。用溅射方法制备的CdS:Al薄膜的性质适合用作CdTe薄膜太阳电池的窗口层。     

磁控溅射法制备TiB2涂层的研究进展

TiB2熔点高、硬度高、密度低、电阻率低、高温下化学稳定性好,是一种应用潜力巨大的涂层材料.磁控溅射法是一种重要的制备TiB2涂层的物理气相沉积方法,具有沉积温度低、基体可选择范围大的优点.分析和总结了偏压大小与极性、基体温度和气压等工艺参数对涂层沉积速率、显微结构(包括形貌、结晶度、织构和晶粒尺寸等)、性能(包括硬度、弹性模量、结合强度和摩擦学性能)和残余应力的影响,并概括了目前降低残余应力的途径.     

溅射制备非晶氮化镓薄膜的光学性能

利用直流磁控溅射方法制备了GaN薄膜. X射线衍射及Raman光谱结果表明薄膜样品为非晶结构; 傅立叶红外光谱表明薄膜样品的主要吸收峰为Ga--N键的伸缩振动; 光致发光测试得到了360nm处的紫外发光谱; 测量薄膜样品的紫外-可 见谱, 并利用Tauc公式计算得到样品的光学带隙为3.74eV, 这与光致发光谱得到的结果是一致的.     

调制周期对TaN/VN纳米多层膜的影响

本研究选择钽和钒的氮化物作为个体层材料,利用射频磁控溅射系统制备TaN、VN及一系列的TaN/VN多层薄膜。通过XRD和纳米力学测试系统分析了该体系合成以后的晶体结构、调制周期对力学性能的影响。结果表明：多层膜的纳米硬度值普遍高于两种个体材料混合相的硬度值;当调制周期为30 nm时TaN/VN多层膜达到最大硬度31 GPa,结晶出现多元化,多层膜体系的硬度、弹性模量以及耐磨性能均达到最佳效果。