ZnO和ZAO薄膜磁控溅射等离子体发射光谱

采用在线测试等离子体发射光谱的方法,研究了ZnO薄膜和ZAO薄膜磁控溅射生长等离子体的状态,分析了ZAO薄膜生长过程中的工作压强、溅射功率和衬底温度这几个重要参数对等离子体状态影响的规律。结果表明:主要是等离子体中粒子的密度随实验参数发生规律性变化,其变化规律与实验参数对薄膜生长质量影响的规律基本一致,可以定性地解释影响薄膜结晶质量的直接原因。最佳参数为:压强0.2Pa,功率80W和温度450℃。     

掺杂及工艺条件对室温制备ZnO∶Al性能的影响

采用直流磁控溅射工艺,在室温条件下制备了ZnO∶Al(ZAO)薄膜,研究了Al掺杂量和溅射工艺参数等对ZAO薄膜光电性能的影响.结果表明:Al掺杂量和溅射工艺参数均对薄膜的电阻率有显著影响,在Al掺杂质量分数为3%、溅射功率为100 W以及Ar压强为1.5 Pa的条件下,室温溅射淀积的ZAO薄膜可获得1.4×10-3 Ω*cm的最小电阻率;Al掺杂量和工艺参数对薄膜的透光率均无明显的影响,薄膜的平均透光率在86～90%,但随Al掺杂量和溅射功率的增加,薄膜的截止吸收边均向短波长方向移动.对薄膜优值因子的分析表明,适合采用的Ar压强值在0.6～2.0 Pa.     

直流磁控溅射工艺参数对β-FeSi_2薄膜性能的影响

采用室温直流磁控溅射Fe-Si组合靶的方法,经过后续Ar气氛围退火,在单晶Si(111)衬底上生长β-FeSi2薄膜。研究了溅射功率、工作气压、Ar气流量、沉积时间等工艺参数对β-FeSi2薄膜结构特性及电学特性的影响,通过Raman、Hall、X射线衍射(XRD)等测试对其性能进行表征,对工艺参数进行了优化,在溅射功率为80W、工作气压为1.3Pa和Ar气流量为35SCCM时溅射沉积Fe-Si薄膜,不仅可以得到单一相的β-FeSi2,而且薄膜结晶质量较好。最终,在上述实验条件下制备得到的未掺杂的β-FeSi2薄膜是n型导电的,β-FeSi2薄膜中载流子浓度约为3.3×1016cm-3,迁移率为381cm2/Vs。     

射频溅射法生长ZnO薄膜的参数研究

以ZnO陶瓷为溅射靶材,通入纯氩气,使用射频溅射法在玻璃基片上制备ZnO薄膜,研究了气体压强、基片温度、溅射功率等对薄膜性质的影响。通过XRD及原子力显微镜(AFM)等检测得出制备C轴(002)ZAO薄膜的最佳工艺条件为:溅射压强0.4Pa;溅射功率200W;基片温度300℃。     

溅射压强对ATO透明导电薄膜性能的影响

利用射频磁控溅射法在石英衬底上制备得到高质量的锑掺杂二氧化锡(ATO)透明导电薄膜,研究了溅射压强对ATO薄膜的结构和光电性能的影响。结果表明:溅射压强对ATO薄膜的相结构、择优生长取向和结晶质量均有一定的影响。所制薄膜的电阻率随着溅射压强的增加有先减小后增大的规律,并在溅射压强为1 Pa时取得最小值(1.99×10–3?·cm)。不同溅射压强下制备的薄膜在可见光区的透过率均在85%以上。     

直流磁控溅射法制备ZnO:W透明导电薄膜及其性能表征

利用直流磁控溅射法成功地在室温玻璃衬底上制备出了电阻率低、透光率高的掺钨氧化锌（ZnO:W）透明导电薄膜。沉积压强在12-21 Pa之间变化。X射线衍射结果表明实验制备的ZnO:W为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,具有垂直于衬底方向的c轴择优取向。沉积压强对ZnO:W薄膜的晶化程度、形貌和电阻率有很大影响,而对其透光率和光学带隙及折射率影响不大。当沉积压强为21 Pa,溅射功率为130 W时,所制备薄膜的电阻率达到最小值1.5×10-4 Ω·cm,其方块电阻、可见光透过率分别为6.8 Ω/□和91.3%。     

射频磁控溅射沉积AZO透明导电膜研究

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了AZO透明导电薄膜,应用灰关联-田口实验法设计了L9(34)混合直交表,研究了制程工艺对薄膜沉积速率、电阻率、光穿透率、结晶性的影响。结果表明沉积薄膜的最佳制程参数为射频功率120 W、溅射压强2 Pa、靶材-基板距离8.5 cm、薄膜沉积时间90 min;实验显示最佳制程参数下所得透明导电薄膜沉积速率为8.04 nm/min,电阻率为2.6×10–3.cm,可见光穿透率维持在84%左右。     

用直流磁控溅射法制备的ＩＴＯ薄膜的光电性能研究

用直流磁控溅射法将ＩＴＯ薄膜制备在玻璃基片上以作为太阳电池的透明电极。通过改变溅射功率、基片温度和工作气压来研究它们对所沉积的ITO薄膜的透过率和电导率的影响。实验结果表明：当溅射功率从30W增加到90W时,薄膜的透过率和电阻率都将减小;当基片温度从25℃ 增加到 150℃时,透过率稍微有点增大但电阻率减小;当工作气压从0.4Pa 增大到2.0Pa时,透过率减小,但电阻率增大。因此,在溅射功率为30W、基片温度为150℃、工作气压为0.4Pa 时,ITO薄膜有比较好的光电性能,其电阻率小于10-4 Ω•cm ,在可见光波段的透过率大于80%,适合于作为太阳电池的透明电极。     

射频磁控溅射ITO薄膜中沉积温度对膜特性影响

采用射频磁控溅射的方法,在溅射过程中改变沉积温度以提高铟锡氧化物(ITO)薄膜的电学和光学特性。采用扫描电镜(SEM)分析了ITO薄膜的表面形貌,发现ITO薄膜的晶粒尺寸随着衬底温度的升高而增大。经过后续退火,ITO薄膜的电学特性得到了较大的提高。在溅射条件为工作气压1 Pa、衬底温度200℃和输入功率200 W沉积的样品经过300℃真空退火2 h获得了12.8×10-4Ω.cm的低电阻率和800 nm波段94%的高透过率。     

铜薄膜的直流磁控溅射制备与表征

根据薄膜的形成机理,用直流磁控溅射方法制备出了表面结构平滑、致密的Cu薄膜.实验中,采用纯度＞99.9%的铜靶,工作气压保持在2.7 Pa不变,玻璃衬底温度随环境温度变化.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了薄膜的织构、晶粒尺寸和表面形貌.结果表明,随着溅射功率增大,薄膜织构减弱;溅射功率增大和溅射时间增加均可使薄膜的晶粒尺寸增大,在溅射功率≤100 W时获得的薄膜晶粒细小,有裂纹缺陷;溅射功率为150 W,溅射时间为30 min时,薄膜表面结构平滑、致密,晶粒尺寸相对较大.须进一步改进工艺参数,如衬底温度等,从而制备出表面结构平滑、致密、晶粒细小的薄膜.     

工艺对磁控溅射ZAO薄膜光电特性的影响

在玻璃衬底上用直流磁控溅射的方法镀制ZAO透明导电膜,研究了温度、氧压比、溅射气压、溅射速率等工艺条件对ZAO膜电阻率和可见光透过率等光电特性的影响。实验结果表明,当温度470℃、氧氩比0.5/40、溅射气压0.5Pa和镀膜速率3.6nm/min左右时,可获得薄膜电阻率7.2×10–4?·cm、可见光透过率85%以上的最佳光电特性参数。     

氧流量对绒面氧化锌透明导电薄膜性能的影响

利用中频脉冲磁控溅射工艺制备了低阻高透过率的ZAO薄膜,用湿法腐蚀的方法将制备的平面ZAO薄膜在0.5%的稀盐酸中浸泡一定时间得到绒面ZAO薄膜.研究了氧流量对腐蚀后薄膜表面形貌的影响.结果表明,随着氧流量的增大腐蚀后薄膜的表面形貌由花瓣状逐渐为适合太阳电池的陨石坑状,在氧流量为3.6 sc-cm时(氩流量为12 sccm)得到最好的绒面ZAO薄膜,继续增加氧流量,薄膜开始变得粗糙,说明薄膜的表面形貌又变差.     

磁控溅射工艺参数对Cu薄膜电阻率的影响

在确定Cu薄膜临界尺寸的基础上,选定基底温度、靶基距、溅射功率和工作气压为影响因素设计正交试验,研究了磁控溅射制备工艺对Cu薄膜电阻率的影响。研究结果表明:基底温度是影响薄膜电阻率的最主要因素,电阻率随着基底温度的升高而减小;在工艺条件为基底温度200℃、靶基距45 mm、溅射功率100 W、工作气压0.5 Pa时,所制薄膜的电阻率将会达到最小。最后,结合薄膜微观形貌对试验结论进行了分析,并对最佳工艺条件进行了实验验证。     

溅射工艺参数对BST薄膜介电常数的影响

采用射频磁控溅射法在ITO玻璃基片上制备了约700nm的Ba0.5Sr0.5Ti03(BST)薄膜。研究了溅射功率、气压、ψ[O2/(Ar+O2)]比和基片温度对εr的影响,获得各种溅射条件下的薄膜的εr为250~310。提出了较优的工艺,即本底真空1.5×10–3Pa、靶基距6.2cm、功率300W、气压1.8Pa、ψ[O2/(Ar+O2)]为30%和衬底温度500℃,并研究了薄膜的晶相、组成和形貌。     

DC Magnetron-Sputtered Mo Thin Films with High Adhesion,Conductivity and Reflectance

The main challenge in the deposition of molybdenum thin films for high efficiency in copper indium gallium selenide (CIGS) modules lies in gaining an adherent coating without compromising conductivity and reflectance characteristics. In this study, Mo thin films were deposited on soda-lime glass by DC magnetron sputtering at different deposition power (55, 100, 200 and 300 W) and with high working gas pressure (2 and 4 Pa). Analytical techniques such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and Hall effect were employed to analyze the structure, morphology and electrical resistivity of the deposited films. Ultraviolet–visible (UV–Vis) spectrometry was performed to measure the reflectance and a cross-hatch adhesion tape test was employed to determine the adhesion behavior of deposited films. With higher sputtering power and reduced gas pressure, an increase in the crystallite size of the deposited films was observed. Films deposited at higher gas pressure were found with tensile stresses and higher adhesion with the substrate. The van der Pauw method reveals an increase in conductivity at high power and low gas pressure. Improved reflectance was achieved at moderate sputtering power and low gas pressure.     

空芯带隙型光子晶体光纤残余双折射特性研究

采用磁控溅射法, 在玻璃基底上一步沉积In₂S₃薄膜。研究了溅射功率对In₂S₃薄膜的成分、结构、表面形貌和光电性能的影响。结果表明: 所制备的所有薄膜均为β-In₂S₃, 无杂相存在, 且具有(222)面择优生长特性。溅射功率对薄膜的成分、厚度和结晶度具有明显的影响, 并因此影响薄膜的光学和电学性能。薄膜在100W沉积时最接近化学计量比, 薄膜的透过率随着溅射功率增大在500nm波段附近显著提高, 禁带宽度达到2.45eV, 同时电流密度增大两个数量级。