低温下磁控溅射AlN薄膜择优取向研究

研究了衬底温度从-20~20 ℃下射频磁控溅射AlN薄膜的择优取向程度。利用X线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和场发射电子显微镜（FESEM）对AlN薄膜的晶体结构、粗糙度及表面和断面形貌进行了分析。研究结果表明,当衬底温度低于0 ℃时,AlN薄膜中的（100）衍射峰消失,AlN薄膜以（002）面择优取向生长。当衬底温度降低时,AlN薄膜的晶粒大小和表面粗糙度减小。AlN薄膜在0 ℃下沉积具有最佳的择优取向程度和较低的表面粗糙度。     

衬底温度对AIN薄膜结构及电阻率的影响

采用直流反应磁控溅射法在Si(111)基片上制备了AIN薄膜,利用XRD、原子力显微镜(AFM)、电流-电压(I-V)测试仪等对不同衬底下制备薄膜的结构、形貌及电阻率等进行了分析表征.结果表明:随着衬底温度的升高,晶粒逐渐长大,AIN(002)择优取向明显改善,600℃达到最佳.一定范围内提高温度使晶粒均匀、致密,有利于改善表面粗糙情况和提高电阻率,550℃时表面粗糙度达到最低(2.8 nm)且有最大的电阻率(3.35×1012Ω·cm);同时薄膜应力随温度升高有增大趋势.     

营养治疗对门诊血液透析患者的作用

利用中频磁控反应溅射技术在玻璃衬底上制备氮化铝(AlN)薄膜,并经退火处理.利用X-衍射和原子力显微镜分析了AlN薄膜的结构及表面形貌.结果表明,衬底温度和退火工艺对AlN薄膜的结构和表面形貌有重要影响.研究表明,衬底温度为230 ℃时,AlN薄膜的表面粗糙度最小,退火能减小AlN薄膜表面粗糙度.     

衬底温度对ScAlN薄膜结构及电阻率的影响

采用直流反应磁控溅射法、利用ScAl合金靶（含Sc质量分数10%）制备了一系列不同衬底温度的Sc掺杂AlN（ScAlN）薄膜。利用X线衍射仪、原子力显微镜和铁电测试仪的电流 电压(I V)模块研究了衬底温度对薄膜微观结构、表面形貌及电阻率的影响。结果表明,随着衬底温度升高,薄膜的（002）择优取向愈发明显,在650 ℃时达到最佳;薄膜的表面粗糙度随着衬底温度的升高而减小,在650 ℃、700 ℃时分别达到3.064 nm和2.804 nm,但当温度达到700 ℃时,薄膜表面局部开裂,因此,650 ℃为获得最佳结晶质量薄膜的适当温度。ScAlN薄膜电阻率随制备时衬底温度呈先增大后减小的趋势。     

DC磁控溅射制备的TiNx薄膜组分及性能分析

利用DC磁控溅射法在p-Si(111)衬底上制备了TiNx薄膜.利用X射线能谱仪(EDX)、X射线衍射(XRD)、紫外/可见分光光度计、四探针电阻率测试仪等分析了薄膜的组分、结构和光电特性.结果表明,薄膜中N/Ti原子比接近于1;衬底温度对薄膜的择优取向影响显著,240℃附近是TiNx薄膜结晶择优取向由(111)向(200)转变的临界点;薄膜在近红外波段平均反射率随衬底温度的升高,先增大后减小;薄膜的电阻率随着衬底温度的升高而显著降低.     

离子束能量和衬底温度对氧化钆结构的影响

利用双离子束沉积技术,在Si(100)衬底上制备了氧化钆薄膜.离子束能量在100～500eV范围内,衬底温度较低时薄膜为(402)择优取向的单斜结构,随着衬底温度的增加,择优取向转为(202)方向.当衬底温度是700℃时,出现了立方结构,这是由于离子束加热的作用,导致低温下出现单斜结构.XPS研究表明薄膜中存在氧缺陷,改进工艺条件可消除部分缺陷.     

离子束能量和衬底温度对氧化钆结构的影响

利用双离子束沉积技术,在Si(100)衬底上制备了氧化钆薄膜.离子束能量在100～500eV范围内,衬底温度较低时薄膜为(402)择优取向的单斜结构,随着衬底温度的增加,择优取向转为(202)方向.当衬底温度是700℃时,出现了立方结构,这是由于离子束加热的作用,导致低温下出现单斜结构.XPS研究表明薄膜中存在氧缺陷,改进工艺条件可消除部分缺陷.     

离子束能量和衬底温度对氧化钆结构的影响

利用双离子束沉积技术，在Si(100)衬底上制备了氧化钆薄膜. 离子束能量在100～500eV范围内，衬底温度较低时薄膜为(402)择优取向的单斜结构，随着衬底温度的增加，择优取向转为(202)方向. 当衬底温度是700℃时，出现了立方结构，这是由于离子束加热的作用，导致低温下出现单斜结构. XPS研究表明薄膜中存在氧缺陷，改进工艺条件可消除部分缺陷.     

衬底温度对氧化锌薄膜场发射性能的影响

利用射频磁控溅射法制备了不同衬底温度的氧化锌(ZnO)薄膜.研究了其场发射特性,分析了场发射特性和衬底温度的变化关系.实验结果表明, 开启电场随着衬底温度的增加呈先增大后减小的趋势,场发射特性的变化是由于衬底温度的改变引起表面形貌的变化所致.衬底温度为300 ℃时沉积的ZnO薄膜样品粗糙度最小,场发射性能最差,其开启场强为1.7 V/μm,场强为3.8 V/μm时电流密度仅为0.001 97 A/cm2;衬底温度为400 ℃时沉积的ZnO薄膜样品表面粗糙度最大,场发射特性也优于其他薄膜;开启场强为0.82 V/μm, 场强为3.8 V/μm时电流密度稳定在0.03 A/cm2.Fowler-Nordheim(F-N)曲线为直线表明, 电子是在外加电场的作用下隧穿表面势垒束缚发射到真空的.     

石墨衬底多晶硅籽晶层制备及性质

采用磁控溅射技术在石墨衬底上制备多晶硅籽晶层,系统研究了不同衬底温度、不同快速热退火(RTA)温度和时间对籽晶层结构性质的影响。通过X射线衍射(XRD)仪测试分析,发现溅射过程中衬底温度对于结晶质量有着至关重要的影响,即衬底温度为700℃是形成Si(220)晶面择优取向的临界温度,当衬底温度高于700℃时,Si(220)晶面衍射峰峰高随衬底温度的增加显著增大。在RTA过程中,提高退火温度和延长退火时间均能够提高薄膜多晶硅籽晶层Si(220)晶面的择优取向。