气体流动方式对MPCVD金刚石薄膜均匀性的影响

在实验室自主研制的10 kW微波等离子体化学气相沉积装置上,通过改变气体的进出方式,探讨了气体流动方式对金刚石膜均匀性和质量的影响。结果表明:随着Si基片表面气体分子数增多,等离子体中的H原子和CH活性基团强度增强,扩散到基片表面中心的原子H和含碳活性基团增多,基片中心区域的金刚石膜生长速率略微有所提升,由原来的2.5μm/h提高到2.8μm/h,沉积得到的金刚石膜质量和均匀性均得到改善。     

第十九讲 真空溅射镀膜

正(接2014年第4期第96页)(3)杂质的影响。杂质气体掺入膜中,影响膜的性能,影响膜与基片的结合强度。杂质会成为新的成核中心。(4)带电粒子的影响。快电子轰击基片导致温升,离子会引起反溅射。(5)荷能粒子的影响。能量足够大的溅射气体原子,轰击基片时,会渗入膜层或引起反溅射,使薄膜受损伤,产生缺陷改变膜的结构。4.5溅射沉积速率沉积速率是表征成膜速度的参数,薄膜材料     

硅烷偶联剂在二氧化硅基片表面吸附膜的形貌

使用原子力显微镜(AFM)观测了吸附在二氧化硅基片表面的硅烷偶联剂薄膜的形貌.结果表明,在气相法吸附过程中偶联剂是以分子形态吸附在基片表面,而在液相法吸附过程中偶联剂是以分子聚合体的形态吸附在基片表面,因此通过气相法吸附在基片表面的吸附膜比通过液相法吸附在基片表面的吸附膜光滑.硅烷偶联剂在二氧化硅基片表面有化学吸附和物理吸附两种模式,吸附了硅烷偶联剂薄膜的基片表面呈现出一定的疏水性.     

CF4/CHF3反应刻蚀石英和BK7玻璃

用CF4/CHF3作为工作气体对石英和BK7玻璃进行了研究,分析了气体组分、气体流量和射频偏压等几种因素对刻蚀速率的影响,结果表明刻蚀速率与射频偏压的均方根成正比.在1 CF4∶1CHF3的等离子体中由于与光刻胶良好的刻蚀选择比,在石英基片上获得了侧壁陡直的槽形.用光学表面轮廓仪观测的结果表明偏压的增加和过高的气体流量易使基片表面质量下降.     

ITO玻璃在线等离子体清洗的研究

通过在线等离子体清洗的玻璃基片表面沉积的ITO(或SiO2)膜,不仅具有优良的光电特性,而且提高了膜层在基片上的附着力.与未经在线等离子体清洗的基片沉积的ITO膜相比,膜层附着力提高了3.5倍.此项成果已在ITO膜透明导电玻璃连续生产线上得到应用.     

AZ91D镁合金热处理与微弧氧化的交互作用

随着AZ91D镁合金微弧氧化反应的进行,膜层逐渐增厚,膜层表面的喷射孔洞和喷射沉积物粗大化,膜层表面粗糙度增大.微弧氧化反应时膜层内部的应力集中会使膜层萌生微裂纹.对基体进行固溶处理后可以改善其微弧氧化膜层中微裂纹的数量和形态以及膜层表面的粗糙度,并能提高微弧氧化膜层的生长速率,同时降低微弧氧化过程的能耗.时效处理会使微弧氧化膜层中的残余应力得以释放,微弧氧化膜的形貌没有发生明显改变,即膜层表面的微裂纹在数量和形态上仍好于未经热处理基体膜层.微弧氧化处理不会引起基体组织的显著变化.在硅酸盐溶液体系中,AZ91D镁合金表面参与微弧氧化反应的Al比Mg少得多,同时还伴随着一个溶液中的Si向镁合金基体内部渗透的过程.     

真空技术及应用系列讲座 第十二讲:真空工艺

2 .3.1　表面吸附气体的除气 (上接 2 0 0 3年第 5期第 6 6页 )金属表面的气体包括物理吸附和化学吸附的气体。物理吸附的吸附热一般小于 4 2千焦 /克分子 ,相当于气体分子在表面的凝聚。化学吸附的作用力是化学键力 ,比物理吸附力强得多 ,气体分子与固体表面原子间发生化合作用 ,或分子离解成离子被化学键吸附在表面上。表面气体量得多少主要与表面状况 ,如粗糙度、氧化层得性质与厚度、污物种类和数量等有关。表面越粗糙或形成疏松多孔得氧化层 ,则吸附的气体量将显著增大。通常金属表面都会生成厚度为 10 10 0 0nm的多孔性氧化膜。面积…     

基于SPM的花生酸LB膜的拉膜工艺及结构表征的研究

通过扫描探针显微镜（SPM）直接观察沉积在基片表面的花生酸LB（Langmuir-Blodgett）薄膜不同范围尺度下的微观结构.研究在经过表面两亲性（亲水性或疏水性）处理的基片上,在相同的制膜条件下,改变其拉膜沉积方式,对花生酸LB膜样品的表面结构、薄膜均匀性和缺陷等的影响.结果显示,花生酸LB膜在不同拉膜沉积方式下,薄膜表面将形成不同的分子自组装形态;改变基片表面的亲水性强弱也直接影响LB膜的表面形貌的均匀性,可能通过选择恰当表面处理和沉积方式来获得平整度更高,缺陷更少的LB膜.     

小靶材实现大平面基片均匀性膜层沉积的方法

常规的实验用磁控溅射设备,其固定的靶基工况,导致膜层均匀性区域有限,只能用于较小基片上膜层的沉积。提出一种新的方法,将靶材固定,基片自转或公自转工位变更为靶材可移动,基片自转的方式,并控制靶材的移动及基片自转速率的调节,可以用较小的靶材在较大平面上沉积膜层,所制备膜层具有良好的膜厚均匀性;建立了计算模型,分析了小靶材实现大平面基片均匀性膜层沉积的途径;在Φ260 mm的平片上进行了Ge膜的实际制备,证实了上述思路的可行性。     

基于H—Si（100）表面上原子层沉积Al2O3的仿真研究

通过对原子层沉积过程的计算机仿真,分析不同沉积条件对沉积过程的影响.以H-Si(100)表面原子层沉积Al2O3的过程为基础,通过分析基片上不同表面功能团之间的相互作用,将整个沉积过程分为初始沉积和后续生长两个阶段.基于不同的阶段建立相应的前驱体到达事件模型、反应事件模型以及表面解吸事件模型.采用动力学晶格蒙特卡罗方法实现这一沉积过程的仿真.实现了不同温度、不同真空条件下Al2O3的原子层沉积仿真.结果表明:在一定的范围内,前驱体或基片的温度高,反应室真空度低,薄膜生长速率的增长快,表面粗糙度小;基片温度对于薄膜沉积过程的影响最大,其阈值约为200℃.而且薄膜的生长趋势由初始的三维岛状生长向二维层状生长逐渐转变.     

ITO玻璃在线等离子体清洗的研究

通过在线等离子体清洗的玻璃基片表面沉积的ITO（或SiO2)膜，不仅具有优良的光电特性，而且提高了膜层在基片上的附着力。与未经在线等离子体清洗的基片沉积的ITO膜相比，膜层附着力提高了3．5倍。此项成果已在ITO膜透明导电玻璃连续生产线上得到应用。     

氧分压对RF磁控溅射ZrO2薄膜生长特性的影响

采用反应射频(RF)磁控溅射法在n型(100)单晶S基片上沉积了ZrO2膜,研究了氧分压与ZrO：薄膜的表面粗糙度和沉积速率、SiO2中间界层的厚度以及ZrO2薄膜的折射率之间关系。结果表明：随着氧分压增高,薄膜的沉积速率降低,表面粗糙度线性地增加;在低的氧分压情况下,Si基片表面的本征SiO2层的厚度增加幅度较小,在高的氧分压情况下,Si基片表面的本征SiO2层的厚度有较大幅度地增加;在O2／Ar混和气氛下,溅射沉积的ZrO2薄膜的折射率受氧分压的影响不显著,而在纯氧气气氛环境下,ZrO2薄膜的折射率明显偏低,薄膜的致密性变差。     

负偏压对电弧沉积镁合金膜层结构及阻尼性能的影响

采用电弧离子镀的方式在不锈钢基片上制备镁合金膜层.对膜层样品进行了物相分析,表面形貌观察,测定微区化学成分,储能模量和损耗模量.结果表明利用电弧离子镀的方法可以在钢基底上获得镁合金膜层.制备过程中基底偏压对膜层的表面形貌有较为明显的影响,对膜层的物相和化学成分影响不大.通过储能模量和损耗模量的测试结果得到膜层样品的阻尼性能,结果表明镁合金膜层能明显的提高基底材料的阻尼性能,同时膜层样品的阻尼能力与膜层的结构形貌有明显联系.     

ISO/TC 107最新发布的国际标准

ＩＳＯ 3892 :2 0 0 0　金属材料上的转化膜———单位面积上膜层质量的测量　重量法 (代替ＩＳＯ 3892 :1980 )ＩＳＯ 4 52 4 .2 :2 0 0 0　金属覆盖层　电沉积金和金合金层试验方法　第 2部分　混合流动气体 (ＭＦＧ)环境试验 (代替ＩＳＯ 4 52 4 .2 :1985)ＩＳＯ 4 52 8:2 0 0 0　釉瓷和搪瓷精饰　制件的釉瓷和搪瓷层试验方法的选择ＩＳＯ 10 587:2 0 0 0　金属与其他无机覆盖层　有金属覆盖层和无覆盖层外螺纹件和杆表面残余脆性试验　斜楔法ＩＳＯ 142 32 :2 0 0 0　热喷涂　粉末　成分和交货技术条件ＩＳＯ 14647:2 0 0 0　金属覆盖层…     

N2、Ar气体对磁控溅射沉积掩膜铬膜性能的影响

研究了真空直流磁控溅射下分别充N2、Ar气体对铬版成膜性能的影响,对两种膜层光密度、厚度、表面微结构形貌以及成分进行测试分析,膜层成分分析表明这两种气体仅充当了工作气体;综合研究结果表明:在相同条件时,经两种气体作用的膜层其光密度出现很大差异的主要原因是由于气体的不同质量引起膜层沉积速率的不同,本文研究结果对制取预定光密度和良好蚀刻线条边缘的铬版具有非常重要的实用价值.     

气液两相流下膜的抗污染性能研究

膜表面浓差极化与滤饼层形成是膜污染的重要因素.通过管式膜曝气,使膜表面形成气液两相流,增大膜表面剪切力,能有效控制膜污染行为.实验通过微滤高岭土悬浊液,观察了不同曝气量下膜组件内气液流态,发现随着曝气量的增加,膜组件内气泡单元上升速率和频率加快,膜污染速率逐渐减小,延长了膜过滤运行时间.研究发现,气体的通入使膜表面湍流程度增大,有效减缓跨膜压力增长速率,并且实现了在较低流速下控制膜污染,节省了能耗成本,延长了膜使用寿命.     

第十九讲 真空溅射镀膜

正用高能粒子(通常是由电场加速的正离子)轰击固体表面,固体表面的原子、分子与入射的高能粒子交换动能后从固体表面飞溅出来的现象称为溅射。溅射出来的原子(或原子团)具有—定的能量,它们可以重新沉积凝聚在固体基片表面上形成薄膜,称为溅射镀膜。通常是利用气体放电产生气体电离,其正离子在电场作用下高速轰击阴极靶材,击出阴极靶材的原子或分子,飞向被镀基片表面沉积成薄膜。     

化学气相沉积制备钼钨合金

以MoF6、WF6以及H2为原料,用化学气相共沉积的方法,成功地在铜基片表面沉积出钼钨合金.实验分析表明:沉积层结构为单相均匀固溶体.在钼含量高时沉积层显微组织呈细晶层状结构,在钼含量较低时沉积层显微组织呈柱状晶生长.改变反应气体中WF6、MoF6相对含量可实现膜层成分可控.采用化学气相沉积法沉积钼钨等难熔金属合金,沉积纯度高,设备简单,沉积速率快,在高温抗烧蚀涂层及耐腐蚀涂层方面具有广泛的应用前景.     

第二十讲 真空离子镀膜

正(接2018年第5期第88页)6.3蒸发源功率蒸发源功率提高,则膜材蒸发率增加,一般而言,膜的沉积速度也相应增加。蒸发源功率对蒸发速率的影响比较直接,但蒸发粒子达到基片之前需飞越放电空间,要受到空间气体粒子的碰     

电弧离子镀TiN薄膜的往复滑动摩擦学行为研究

采用电弧离子镀技术在不锈钢基片上沉积了TiN薄膜,利用显微硬度计测量了薄膜的表面硬度.采用球-盘式摩擦磨损实验机对比研究了基片和薄膜在与GCr15配副的情况下,二者在空气中干磨擦状态下的摩擦磨损性能;利用扫描电镜(SEM)、能量衍射谱仪(EDS)和表面粗糙度台阶轮廓仪对薄膜的磨损区域进行了微观分析.实验结果表明,随着法向载荷和往复速率的增大,薄膜和基体的摩擦系数都减小,但薄膜的摩擦系数始终小于基体的摩擦系数.不锈钢基体与GCr15配副时,基体磨损较大,此时的磨损机制是犁削磨损和磨料磨损;而TiN薄膜与GCr15配副时,薄膜不仅无磨损,而且其表面将形成一层具有润滑作用的移着膜,此时的磨损机制主要是磨料磨损,因此在不锈钢基体上沉积TiN薄膜有利于提高基体的耐磨性.