AlN基板表面处理对薄膜附着力的影响

用扫描电镜和X射线能谱分析仪研究高温氧化及薄膜工艺过程中主要溶液对氮化铝陶瓷(AlN)基板的影响。结果表明:高温氧化使表面氧含量增加,在1000℃氧化2h,表面已形成致密的氧化层。碱性溶液清洗和去离子水煮会使表面产生多孔的疏松化合物。采用高温氧化、酸性清洗、溅射前加强离子轰击等措施,磁控溅射TiCu,其薄膜膜层附着力不低于15MPa。     

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.     

AlN薄膜覆Al基板的物理特性

利用磁控溅射系统在6061铝材上制备了3μm的AlN薄膜。XRD、椭偏测试及耐压测试结果表明,AlN膜为具有良好取向的多晶薄膜,击穿电压高达100V/μm。利用自动划痕仪对AlN膜进行剥离实验,临界载荷为6N左右。AlN和铝基体间的结合主要是物理吸附和机械锚合。用有限元方法对基于AlN膜/Al热沉的LED(发光二极管)封装结构的散热性能进行了分析,模型的内通道热阻约2K/W。     

氮掺杂对a-C:F薄膜表面形貌和键结构的影响

用射频等离子体增强化学气相沉积设备制备了氮掺杂a-C:F(氟化非晶碳)薄膜,研究了不同氮源流量比对薄膜表面形貌和键结构的影响。AFM观察结果发现:随氮流量的增加,薄膜表面粗糙度降低,颗粒粒径变小,薄膜更加均匀致密。Raman光谱分析表明:氮源流量的增加会引起薄膜内sp2键态含量增加,即芳香环式结构比例上升,当r(N2/(CF4+CH4+N2))为68%时,ID/IG由未掺N2时的1.591增至4.847,薄膜的热稳定性增强。     

改进工艺提高薄膜附着力

薄膜制作技术在混合集成电路中扮演十分重要的角色。附着力的强弱是影响薄膜电路质量最关键的因素。通过实验 ,查明了膜系结构、金属相间扩散、溅射金属化气氛、清洗等方面导致薄膜起层的原因 ,并选择出最佳工艺条件。     

薄膜与基体间的附着力测试

薄膜是一种特殊形态的材料,在微电子等领域得到了广泛的应用.薄膜与基体间的附着性能在很大程度上决定了薄膜应用的可能性和可靠性,但是,迄今为止对薄膜与基体间界面的了解还不够深入,也没有一种通用的测量技术.阐述了薄膜与基体间的附着机理和增加附着力的途径,介绍了胶粘法、划痕法等各种比较常用的附着力测试方法.     

低温下磁控溅射AIN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A1N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A1N薄膜的晶体结构、租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,AIN薄膜中的(100)衍射峰消失,A1N薄膜以(002)面择优取向生长.当衬底温度降低时,AIN薄膜的晶粒大小和表面粗糙度减小.AIN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.     

氧气浓度对ZnO薄膜表面形貌和微结构的影响

采用反应磁控溅射技术,在SiO2基底上制备了ZnO薄膜。通过原子力显微镜(AFM)和X射线电子能谱仪(XPS)对薄膜表面形貌及微结构进行了表征,分析了氧气之体积分数φ(O2)为40%~60%时,对薄膜表面形貌和微结构的影响。结果表明:随着氧气体积分数的增大,薄膜c轴晶向生长减弱,表面形貌趋向平整,氧化反应程度增强;?(O2)为60%时,薄膜表面粗糙度约为3nm,其内部的r(Zn:O)接近1:1。     

Co掺杂对BST薄膜介电性能的影响

用sol-gel法在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备了掺Co的钛酸锶钡(BST)薄膜,研究了Co的掺杂量x(Co)对BST薄膜的晶相结构和电学性能的影响。结果表明:随着x(Co)的增加,BST薄膜的介电常数εr,介质损耗tgδ和漏电流密度JL均降低;当x(Co)为5%时,BST薄膜的εr、tgδ、JL、可调性和品质因子分别为:228.3、0.013、3.69×10–7 A/cm2、15.4%、12.03。     

BST薄膜的膜厚与铁电性能关系研究

采用射频磁控溅射法制备了Ba.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究了不同膜厚的BST薄膜的介电偏压特性曲线和电滞回线。结果表明,当膜厚从250nm增加到650nm时,BST薄膜的εr、εr的电压变化率和最大极化强度分别从195,9%,4.7×10–6C/cm2逐渐增加到1543,19%,30×10–6C/cm2,而矫顽场强随膜厚的变化较复杂。进一步分析发现,膜厚通过影响矫顽场强和最大极化强度进而影响铁电薄膜的电压非线性。     

光催化活性TiO2薄膜的研究进展

讨论了影响TiO2薄膜光催化性能的主要因素,如TiO2薄膜的晶体结构、晶粒尺度以及薄膜表面积和厚度等。介绍了提高TiO2薄膜光催化活性的三种主要途径,包括表面预处理、复合半导体以及金属沉积。对TiO2薄膜几种重要的制备方法和应用事例进行了叙述,并展望了此功能薄膜的应用前景。     

sol-gel法制备ATO透明导电薄膜

以无水SnCl4为原料,通过sol-gel法制备出稳定性很好的SnO2溶胶并由此得到掺杂的SnO2薄膜。利用差热–热重分析、XRD、IR等手段分析了制备薄膜的sol-gel过程,同时运用Hall法测量了薄膜电性能随固化温度的变化。结果表明:Cl–的存在抑制了溶胶的聚合反应,故溶胶的稳定性得以保证,而溶胶的聚合是在薄膜的固化过程中完成的。薄膜中晶粒随固化温度升高呈现指数趋势增大,电阻率随固化温度的升高逐渐减小,在固化温度700℃时达到最低值3.7?·cm。     

薄膜表面不平度对厚度测试准确度影响的研究

在用反射干涉频谱法(Rifs)测量薄膜厚度的过程中,使用"Y"型光纤作为传光的媒介,光纤测试端发射出的光照射到薄膜上,反射光又回到了该光纤中.对反射光进行频谱分析可以计算出薄膜测试处的厚度.由于是光学非接触式测量,而光束又有发散性,所以薄膜的表面不平度以及光纤相对于薄膜的位置直接影响测试的准确度.对该现象的研究表明:为提高测试准确度,必须尽量减少光纤的有效照射面积,以及保证薄膜基底的光滑,给出了具体方法.为保证薄膜上的反射光束能够回到光纤内部而不丢失厚度信息,给出了薄膜微观倾斜的极限角度.给出了光纤测试薄膜中"平均厚度"和"有效照射面积"的构想.     

衬底温度对反应磁控溅射制备AlN压电薄膜的影响

采用反应磁控溅射法在Si(111)衬底上沉积了AlN薄膜。XRD分析表明,在5种温度下,AlN均以(100)面取向,衬底温度的提高有利于薄膜结晶性的改善,在600℃以上时AlN中Al—N0键断裂,仅出现(100)衍射峰。AFM分析显示,在600℃时平均晶粒尺寸90nm,Z轴最高突起仅为23nm。     

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。     

sol-gel法制备BiLaFeO3薄膜及其电性能

用sol-gel方法在LaNiO3包覆的Si衬底上制备了(010)择优取向的BiFeO3以及Bi0.95La0.05FeO3薄膜,XRD分析结果表明,通过La的掺杂BiFeO3的择优取向度由77.0%增加到96.6%;铁电性的测试表明,通过La掺杂,使薄膜的介电性和铁电性得到了增强,剩余极化强度由0.15×10–6C/cm2增加到0.2×10–6C/cm2。