离子束辅助沉积技术及其进展

本文介绍了离子束辅助沉积技术的基本原理，主要工作特点，设备及主要影响因素，综 利用该技术在制备各种新膜层方面研究的新进展，并指出该技术的不足及未来发展方向。     

离子束辅助沉积技术及其进展

本文介绍了离子束辅助沉积技术的基本原理，主要工作特点，设备及主要影响因素。综述了利用该技术在制备各种新型膜层方面研究的新进展。并指出该技术的不足及未来发展方向。     

离子束辅助薄膜沉积

离子束辅助沉积(IBAD)是在气相沉积的同时辅以离子束轰击的薄膜制备方法，可在低温下合成致密、均匀的薄膜。介绍了IBAD技术的概况，列举了具体应用领域，描述了射频ICP离子源辅助电子束蒸发，最后对IBAD的前景加以评论。     

离子束辅助磁控溅射低温沉积ITO透明导电薄膜的研究

本文对离子束辅助磁控溅射低温沉积的ITO薄膜进行了研究,重点考察了辅助离子束能量对ITO薄膜的光电性能和晶体结构的影响。结果表明:当A r/O2辅助离子束能量为900 eV左右时能够有效改善ITO薄膜的光电性能,在从非晶到多晶的转变过程中ITO薄膜具有较低的电阻率。在聚碳酸酯(PC)基片上制备了平均可见光透过率81.0%、电阻率为5.668×10-4ohm cm、结构致密且附着力良好的ITO薄膜,基片无变形。     

离子束辅助沉积设备的研制

本文介绍了离子束辅助沉积设备的结构、工作原理、设备性能以及工艺试验初步。     

离子束辅助沉积制备多晶Al_2O_3薄膜

利用电子枪蒸镀 Al_2O_3,同时辅以 Ar 离子轰击的离子束辅助沉积方法(IBAD)制备 Al_2O_3薄膜,并与单纯电子枪蒸镀方法(PVD)制备的薄膜进行了结构和表面形貌的比较。IBAD 法可以得到结构均匀致密的γ-Al_2O_3晶态薄膜,而 PVD 方法仅能得到非晶态疏松的结构。分析结果表明,薄膜沉积过程中,提高离子轰击能量和增加基片加热温度在一定程度上具有相同的效果。     

离子束辅助沉积MoS2复合膜的XPS和ESR特性分析

通过IBAD技术制备了MoS2 Ag(Cu)复合膜 ,并利用XPS和ESR考察了复合膜的氧化情况。发现在RH为 6 0 %的大气环境下 ,Cu的掺入加速了MoS2 的氧化 ,相反Ag的加入却使MoS2 的氧化受到抑制 ;XPS发现MoS2 Cu复合膜中存在Mo6 ,ESR却并没发现中间态Mo5 ;而XPS没有检测到MoS2 Ag膜中有Mo6 ,ESR却发现Mo5 。这说明Mo5 受化学环境影响较大     

离子束辅助沉积制备TaN薄膜的X射线衍射分析

利用离子束辅助沉积技术制备ＴａＮ薄膜，并对其进行Ｘ射线衍射分析，掠入射的Ｘ射线衍射分析得出：离子束辅助沉积制备的ＴａＮ薄膜胆面心立方结构，晶格常数α为０．４４０５ｎｍ。根据Ｘ射线衍射分析，用屈服强度表征有ＴａＮ薄膜的显微硬度为１６－２０ＧＰａ，与文献上报道的显微硬度值接近。     

低能Ar+离子束辅助沉积择优取向Pt(111)膜

采用低能Ar+离子束辅助沉积方法,在Mo/Si(100)基底上沉积Pt膜,离子/原子到达比分别为0.1、0.2、0.3.若Ar+离子的入射角为0°,XRD谱分析表明,沉积的Pt膜均呈(111)和(200)混合晶向;当Ar+离子的入射角为45°,沉积的Pt膜均呈很强的(111)择优取向.因此若合理控制Ar+离子束的入射角,可在Mo/Si(100)衬底上制备出具有显著择优取向的Pt(111)薄膜.本文采用Monte Carlo方法模拟低能Ar+离子注入 Pt单晶所引起的原子级联碰撞过程,得出Ar+离子入射单晶铂(200)晶面时,Ar+离子的溅射率与入射角的关系,对Pt膜择优取向的机理作了初步的探讨和分析.     

离子束辅助沉积金红石型氧化钛薄膜的择优取向控制

用惰性气体离子束辅助沉积技术,合成了金红石型氧化钛薄膜。薄膜生长过程中,离子束以４５°角轰击薄膜。通过增加离子原子到达比γ,实现了金石型氧化钛薄膜从择优取向向择优取向的转变。     

离子束辅助沉积碲化铅薄膜的AFM研究

利用原子力显微镜（AFM）研究了离子束辅助沉积碲化铅（Pblle）薄膜的微观结构和表面形貌。结果表明,传统热蒸发方法制备的碲化铅薄膜呈现出明显的柱状结构,离子束轰击可以显著改变薄膜的微观结构,导致柱状结构的逐渐消失和晶粒的长大。     

离子束辅助沉积TiN薄膜的结构和成分

用离子束辅助沉积合成了TiN薄膜,背散射、X射线衍射和透射电镜实验的结果表明,在本实验条件下,薄膜Ti/N比接近于TiN的化学计量比,和氮离子束流密度无关。薄膜存在<100>择优取向,在一定条件下,可以形成只有(100)取向的TiN薄膜。     

氩离子束辅助淀积Cu/Si薄膜相变研究

用实验的方法研究了PVD，IBAD和IBAD－PVD复合等不同方法在硅基底上镀制Cu膜的结构特点及真空退火时的结构变化。利用XRD，RBS，SEM等分析手段对比研究它们的结构变化特点，发现IBADCu（20nm）层＋PVDCu膜（350nm）的复合薄膜样品在退火前无新相生成，而退火后形成ε相，且不同于通常Cu－Si退火系统中首先生成γ相和η”相，然后再由γ和η”反应生成ε相的相序。分析认为在Cu－Si界面退火反应系统中，ε相的形核是得到稳定相结构的关键。     

离子束增强沉积Si3N4／Si多层红外干涉滤波薄膜

利用离子束增强沉积工艺，在硅基片上制备Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ多层红外干涉滤波薄膜。结构表明，Ｎ＾＋２＋Ｎ＋的辅助轰击对于合成接近化学配比的Ｓｉ３Ｎ４薄膜起了关键作用。薄膜的折射率可达１．７４－１．８４。实验测得的多层滤波薄膜的红外反射谱与值相当接近。     

离子束辅助沉积制备TiO_2-Nb_2O_5氧敏薄膜

采用离子束辅助沉积方法在Ａｌ２Ｏ３陶瓷衬底上制备了ＴｉＯ２Ｎｂ２Ｏ５氧敏薄膜。考察了薄膜组分比及退火温度对薄膜氧敏特性和结构的影响。电阻氧分压特性测试结果表明，纯Ｎｂ２Ｏ５薄膜的氧敏特性优于纯ＴｉＯ２薄膜；掺入少量的Ｔｉ可使Ｎｂ２Ｏ５薄膜的氧敏特性提高，以５ｍｏｌ％ＴｉＯ２掺杂的Ｎｂ２Ｏ５薄膜最佳；过量掺杂则使Ｎｂ２Ｏ５薄膜的氧敏特性明显变差。在５ｍｏｌ％ＴｉＯ２Ｎｂ２Ｏ５薄膜中再掺入少量的Ｐｔ（０３％０５％）可使其氧敏特性更好，而且其响应时间大大缩短。Ｘ射线衍射谱（ＸＲＤ）和Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）分析表明，在退火后的ＴｉＯ２Ｎｂ２Ｏ５薄膜中Ｎｂ２Ｏ５为单斜（Ｍｆｏｒｍ）结晶相，而掺杂的Ｔｉ以非晶的ＴｉＯ２形式存在，即使在高达３４ｍｏｌ％ＴｉＯ２Ｎｂ２Ｏ５薄膜中也不例外。纯ＴｉＯ２膜为金红石结构。不同退火温度（９００１１０００Ｃ）对薄膜的氧敏特性和结构无明显影响。     

离子束增强沉积技术新进展

介绍离子束增强沉积镀膜技术的国内外主要机型及工艺进展，特别是我们实验室离子束增强镀膜新工艺的进展。     

铜薄膜与Al_2O_3陶瓷界面结合力的IBAD过渡层增强

利用离子束辅助淀积(IBAD)方法在Al_2O_3陶瓷基片上镀制过渡金属层,然后在此过渡层上进一步用电子束蒸发镀制铜导电薄膜。这种复合方法镀制的铜膜在具有低电阻率的同时,界面附着力有大幅度增加。在本文实验条件下,有IBAD铜或钛过渡层薄膜的附着力比没有过渡层的薄膜附着力分别增加了5倍和8倍。     

Ti-Ta-O复合薄膜的制备及抗腐蚀性

采用离子束增强沉积法在NiTi基体上合成了具有不同组分比的Ti-Ta-O薄膜。研究了组分比对薄膜的相结构、力学性能和抗模拟体液腐蚀性的影响。SEM,AFM和XRD分析表明,所有薄膜均由纳米粒子堆积而成,膜层连续光滑,纯Ti-O膜为金红石结构,而Ti-Ta-O膜为非晶态,划痕实验、显微硬度分析和电化学测试研究表明,加入Ta后,膜与基体间的结合强度、韧性和抗腐蚀性增强,显微硬度下降。Ta含量为36%(原子分数）的膜使NiTi的抗蚀性显著提高。     

Ti-O/Ti-N复合薄膜的离子束合成及人工心脏瓣膜材料表面改性研究

采用离子束增强沉积（ＩＢＥＤ）等方法在热解碳、钛及钴合金等人工心脏瓣膜材料表面制备Ｔｉ－Ｏ、Ｔｉ－Ｎ及其复合薄膜。对薄膜的成分、结构进行了研究，测定了材料的电阻率，对薄膜材料的血液相容性和力学性能进行了系统的研究。结果表明：合成薄膜具有优于热解碳的血液相容性和力学性能，提出了材料的血液相容性机理模型。