孪生对靶溅射ZnO：Al薄膜的研究

采用对向孪生靶溅射ZnO：Al(ZAO)薄膜可减少等离子体对基底薄膜轰击损伤，沉积速率与结晶程度高，不同气压溅射的ZAO薄膜，其透光率在波长小于700nm时基本相同，在可见光范围内(400-700nm)，都大于80％。其中，在550nm时的透过率大于90％；入射光大于700nm时，ZAO较厚的薄膜对红外的吸收更多；溅射气压为2Pa比1Pa沉积速率低，但薄膜电子迁移率较大、电阻率低，更适合做CIS薄膜太阳电池窗口层或透明导电膜。     

工艺参数对直流反应磁控溅射ZnO:Al薄膜沉积速率的影响

实验以合金靶材在玻璃衬底上运用直流反应磁控溅射法制备了ZAO(ZnO:Al)透明导电薄膜样品.研究了O2气流量,衬底温度,以及反应气压和溅射功率等工艺参数对ZAO薄膜沉积速率的影响规律.结果表明:沉积速率随O2气流量的增加显著降低,靶面溅射模式由金属模式转变为氧化物模式,而且这种转变趋势在改变其他参数时依然明显;沉积速率随溅射功率的增大几乎成线性增加,但随衬底温度的变化并不大;在反应气压增大的情况下,沉积速率不断上升,达到最大值后,又随气压的增大不断下降.     

溅射气压对直流磁控溅射ZnO:Al薄膜的影响(英文)

采用直流磁控溅射法在玻璃基片上沉积ZnO:Al(AZO)薄膜,溅射气压为0.2～2.2 Pa.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针和紫外–可见分光光度计对AZO薄膜的相结构、微观形貌和电光学性质进行了表征.结果表明:薄膜的沉积速率随着溅射气压的增大而减小,变化曲线符合Keller-Simmons模型;薄膜均为六角纤锌矿结构,但择优取向随着溅射气压发生改变;溅射气压对薄膜的表面形貌有显著影响;当溅射气压为1.4 Pa时,薄膜有最低的电阻率(8.4×104 Ω·cm),高的透过率和最高的品质因子Q.     

沉积气压对磁控溅射Ta_2O_5薄膜光学性能的影响

本文采用射频磁控溅射技术分别在玻璃和硅基底上沉积Ta_2O_5薄膜,研究沉积气压的变化对薄膜光学性能的影响规律。利用UV-3600分光光度计、椭圆偏振谱仪对薄膜的光学常数及性能进行了测试。结果表明,薄膜的沉积速率随着沉积气压的增大而减小,0.6 Pa时沉积速率达最大为0.011 nm/s。在可见光区所有薄膜的平均透射率均大于80%,属于透明薄膜。薄膜的平均透射率随着沉积气压的增大而增大,当沉积气压为1.2 Pa时平均透射率最大值为85.37%,通过传输矩阵法拟合计算,验证了Ta_2O_5薄膜的光学常数。     

直流磁控溅射法制备PEN/Ti复合振膜

采用直流磁控溅射法在聚2,6-萘乙酸乙二醇酯(PEN)柔性薄膜衬底上制备了纯钛薄膜。研究了溅射气压与溅射功率对薄膜微观组织及硬度的影响,确定了最佳的溅射工艺参数。研究表明,直流磁控溅射法在PEN柔性衬底上沉积的钛膜是一种纳米薄膜且为多晶薄膜;在溅射气压为8.5×10~(-1) Pa、溅射功率为140 W时,直流磁控溅射法制备的钛镀层晶粒尺寸细小且均匀分布在衬底上,镀层硬度高,复合振膜宏观表面平整,结合力良好,此工艺参数为最佳的工艺参数,薄膜沉积速率为2.11nm/s。     

直流溅射工艺参数对Mo薄膜结构及电性能的影响

采用直流磁控溅射法在SLG衬底上沉积Mo薄膜,对不同溅射功率和溅射工作气压下沉积的薄膜进行X射线衍射、SEM(扫描电子显微镜)、电阻率测试,讨论了工艺参数对沉积Mo薄膜相结构、表面微观形貌、薄膜沉积速率和电学性能的影响。结果表明,随着溅射功率的增加,薄膜的结晶性能变好,沉积速率提高,在沉积功率范围内薄膜均匀致密,表面无空隙,电阻率较低;随着溅射工作气压增加,薄膜结晶性能变差,沉积速率先增加后降低,在沉积工作气压范围内,薄膜致密;随气压降低,电阻率急剧减小。因此,较高的溅射功率和较低的工作气压沉积的Mo薄膜更适合作CIGS薄膜太阳电池的BC层(背接触层)。     

不同溅射功率下PEN/Ti纳米复合薄膜的制备及性能研究

采用直流磁控溅射法,在溅射气压为7.0×10~(-1) Pa和不同溅射功率(72～144W)下,制备出PEN/Ti纳米复合薄膜。研究了不同溅射功率对Ti膜微观组织、表面粗糙度、硬度及生长方式的影响规律。结果表明,直流磁控溅射法在PEN柔性衬底上沉积的钛膜是一种纳米多晶薄膜;随着溅射功率的增加,钛膜沉积速率及钛膜弹性模量皆升高,而钛膜表面粗糙度与钛膜晶粒尺寸均减小;溅射功率的增加将抑制钛膜柱状生长方式。在溅射气压为7.0×10~(-1) Pa,溅射功率为144 W时的工艺参数下,获得性能最佳的复合薄膜。     

直流磁控溅射制备铝薄膜的工艺研究

采用直流磁控溅射方法，以高纯Al为靶材，高纯Ar为溅射气体，在玻璃衬底上成功地制备了铝薄膜，并对铝膜的沉积速率、结构和表面形貌进行了研究。结果表明：A1膜的沉积速率随着溅射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的增大而减小。X射线衍射图谱表明Al膜结构为多晶态；用扫描电子显微镜对薄膜进行表面形貌的观察，溅射功率为2600W，溅射气压为0．4Pa时制备的Al膜较均匀致密。     

直流磁控溅射制备锐钛矿TiO_2薄膜生长速率的研究及其在多层膜制备中的应用

利用直流磁控溅射技术(DCMS)制备锐钛矿TiO_2薄膜,研究了工艺参数中的衬底温度、压强和溅射功率对TiO_2薄膜的沉积速率的影响,利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和椭圆偏振光测试仪表征了样品的表面形貌、结构和膜厚,实验结果表明:利用DMS制备薄膜为单一的的锐钛矿结构,表面组成颗粒均匀。随着沉积温度的增加,薄膜的沉积速率从100℃的2.16nm/min增加至400℃的4.03nm/min;压强增加,薄膜的沉积速率降低,0.75Pa、1.5Pa和3.0Pa条件下的沉积速率分别为4.48nm/min、3.18nm/min和2.42nm/min;溅射功率增加,沉积速率提高,100W、295W和443W对应的沉积速率分别为2.95nm/min、3.18nm/min和7.50nm/min。最后用TFC膜系设计软件在玻璃基底上设计了双层TiO_2薄膜,利用设计结果制备了薄膜,实验值和理论设计结果非常吻合。     

磁控溅射中工艺参数对ZnO:Al薄膜性能的影响

利用射频磁控溅射法,采用氧化锌铝(98%ZnO+2%Al2O3)为靶材,在普通载玻片上制备了ZAO(ZnO∶Al)薄膜,研究了溅射功率及溅射气压对薄膜晶体结构、电学和光学性能的影响.采用X射线衍射仪、场扫描电镜对薄膜的结构及表面形貌进行了分析,采用分光光度计和电阻率测试仪对薄膜的光电学性能进行了测试.结果表明,当溅射功率为120W、衬底温度为300℃、工作气压为0.5Pa时制得的薄膜具有良好的光电学性能,可见光平均透过率为88.21%,电阻率为8.28×10-4Ω·cm.     

溅射气压对ZrO2薄膜微结构与光学性能的影响

利用射频反应磁控溅射在显微玻璃、单晶硅片、NaCl和石英上沉积ZrO2薄膜.膜厚60～80nm.研究发现,溅射气压升高,薄膜结晶程度降低,同时存在单斜相和四方相;晶粒尺寸增大;折射率上升;透射率在700～1000nm波段上升.这些结果表明溅射气压影响ZrO2薄膜生长机制、微观结构和成份,进而影响其光学性能.     

溅射功率对ZnO:Al薄膜光电性能的影响

采用射频磁控溅射工艺,以Al掺杂ZnO(ZAO)陶瓷靶为靶材在石英玻璃基片上制备出具有优良光电性能的ZAO透明导电薄膜,研究了溅射功率对薄膜光电性能的影响。在不同溅射功率条件下制备的ZAO薄膜具有很好的c轴择优取向。较大功率溅射有利于薄膜晶粒尺寸的增大、电阻率降低。ZAO薄膜在可见光区的透过率平均值高达90%以上,受溅射功率影响不大。在340nm-420nm波长附近ZAO薄膜透过率急剧下降,呈现明显的紫外吸收边;高的溅射功率提高了ZAO薄膜的光学带隙宽度。     

CoTaZr薄膜的制备及结构研究

室温下采用直流磁控溅射法在玻璃基片上沉积CoTaZr薄膜。利用EDS、SEM、XRD等方法研究溅射气压、功率对CoTaZr薄膜成分、生长形貌和组织结构的影响。结果表明,溅射功率为96W时,沉积制备的薄膜成分随Ar气压变化不大,薄膜成分基本稳定。在溅射气压为2Pa、功率为96W时,成功制备出具有非晶+纳米晶结构的CoTaZr薄膜。在2Pa时,随着功率的增大,薄膜由1区、T区向3区转变;在96W时,随着气压的增大,薄膜由3区向T区或1区转变。     

直流磁控溅射铝纳米颗粒膜的微结构及电学特性

采用直流磁控溅射法,以高纯铝(99.99%)为靶材,高纯氩气(99.999%)为起辉气体,在经机械抛光的单晶Si衬底上制备铝纳米颗粒薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、光学薄膜测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪分别测试了铝纳米颗粒薄膜的晶相结构、薄膜厚度、表面形貌及电阻率。XRD衍射图谱表明此薄膜为面心立方的多晶结构,择优取向为Al(111)晶面。随溅射功率由30 W增至300 W,铝纳米颗粒薄膜的沉积速率由3.03 nm/min增加至20.03 nm/min;而随溅射压强由1 Pa增加至3 Pa,沉积速率由2.95 nm/min降低到1.66 nm/min。在溅射功率为150 W,溅射压强为1.0 Pa条件下制备的样品具有良好的晶粒分布。随溅射功率从80 W增大到160 W,样品电阻率由4.0×10-7Ω·m逐渐减小到1.9×10-7Ω·m;而随溅射压强从1 Pa增至3 Pa,样品电阻率由1.9×10-7Ω·m增加到7.1×10-7Ω·m。     

TiO_2磁控溅射工艺参数对薄膜沉积速率的影响

为了经济、有效、准确地在线测量光学薄膜厚度,采用射频磁控反应溅射法在玻璃衬底上制备TiO2薄膜。用自制的简易监测系统对TiO2薄膜在生长过程中的沉积速率进行了即时测量,研究了射频功率、气体流量、工作气压等工艺参数对TiO2薄膜沉积速率的影响规律。结果表明:沉积速率监测系统对膜厚变化反应灵敏,能够实时监测薄膜生长速率;溅射过程中,射频功率、氧氩流量比和工作气压对薄膜沉积速率有较大的影响,射频功率从120 W增加到240 W,薄膜沉积速率增加;氧气流量从1 mL/min增加到5 mL/min,薄膜沉积速率先逐渐增大后减小,存在一个临界点;工作气压从0.3 Pa增加到0.8 Pa,薄膜沉积速率缓慢增加,但临界点后迅速下降。     

室温下高速沉积AZO薄膜的研究

在室温下,采用射频磁控溅射技术以较大的功率密度(7W/cm2)沉积了一系列掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜,探索了溅射压强对沉积速率及薄膜性能的影响。结果表明,当工作压强为2.0Pa时,高速(67nm/min)沉积得到的薄膜的电阻率为2.63×10-3Ω.cm,可见光平均透过率为83%,并且在薄膜表面有一定的织构。     

工作气压对磁控溅射TaN薄膜微结构和性能的影响

采用反应磁控溅射技术在Al2O3陶瓷基底上制备了一系列不同工作气压的TaN薄膜.分别利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、台阶仪、划痕仪和四探针电阻计研究不同工作气压对TaN薄膜的微观结构、粗糙度、沉积速率、膜?基结合力、电学性能的影响.结果表明,磁控溅射TaN薄膜主要为fccδ?TaN晶体结构;在工作气压为0.4 Pa时,TaN薄膜的膜?基结合力和沉积速率最高、导电性和致密度最好,其结合力、沉积速率、方阻值和粗糙度分别为53.2 N、4.28 nm/min、45.06Ω/□和1.09 nm.     

工艺参数对磁控溅射金属化薄膜性能的影响

溅射金属化技术不仅环保,而且工艺过程简单,金属化质量高,将成为未来金属化工艺的主要发展方向.本文采用真空溅射技术在镍锌铁氧体表面制备了Cr(150 nm)/Ni-Cu(460 am)/Ag(200 nm)结构的金属化复合薄膜,从理论和实验上研究分析了溅射工艺参数对于薄膜性能的影响.研究表明:当溅射功率密度为20 W·cm-2,靶片间距8 cm,溅射气压0.5 Pa时,结合性能和高温可焊接性能最好,可达6.19 Mpa和100%,成膜速率也比较理想.     

直流/射频耦合反应磁控溅射法类金刚石薄膜的制备与分析

采用直流/射频耦合反应磁控溅射法在Si(111)衬底上使用高纯石墨靶材制备出了类金刚石(DLC)薄膜。分别采用表面轮廓仪、激光拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜、白光干涉仪、纳米压痕对薄膜的性能进行了表征和分析。研究了沉积过程中不同工作气压(0.35~1.25Pa)对薄膜沉积速率、结构、表面形貌及力学性能的影响。研究表明,随着工作气压的升高,薄膜的沉积速率逐渐减小,薄膜中sp3含量先升高后降低;薄膜表面粗糙度随工作气压的升高呈现出先降低后升高的趋势,且在工作气压为1.0Pa时达到最小值6.68nm;随着工作气压的升高,薄膜的显微硬度与体弹性模量先升高后降低,且在工作气压为1.0Pa时分别达到最大值11.6和120.7GPa。     

气流场强度对直流磁控溅射ZAO薄膜性能的影响

用含2%Al的Zn/Al合金靶材,在不同气流场强度下使用直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZAO(ZnO:Al)透明导电薄膜样品.定义气流场强度等于总气流量除以总气压.结果表明:气流场强度的大小对ZAO薄膜的表面形貌和电导率有较大影响,对可见光的透射率影响不大.在Ar气压强为0.3Pa,流量为22sccm,O2气压强为0.08Pa,流量为10sccm,气流场强度约为84sccm/Pa时制备ZAO薄膜的最低电阻率为4.2×10-4Ω·cm,可见光透射率为90%.