直流磁控溅射ITO薄膜的正交试验分析

利用直流磁控溅射系统制备ITO薄膜,采用正交试验表格L32(48)安排试验.测试了薄膜的方阻和透过率,分析了8个工艺参数对薄膜电光特性的影响,其中沉积气压、氩氧流量比和退火温度的影响最大.分析得到优化工艺参数为:沉积气压2×133.322 4 mPa、氩氧流量比16∶0.5、退火温度427 ℃、靶基间距15、退火时间1 h、溅射功率300 W、退火氛围为真空、沉积温度227 ℃.在此工艺参数下制备的ITO薄膜方阻为17 Ω/□,电阻率为1.87×10-4Ω·cm,在可见光区域平均透过率为85.13%.     

制备工艺对ITO薄膜的电阻率及沉积速率的影响

采用射频磁控溅射法制备了氧化铟锡[ITO,In2O3:SnO2=90:10(质量比)]薄膜,详细探讨了溅射气氛氧氩体积比、溅射功率及溅射气压对ITO薄膜电阻率和沉积速率的影响。结果表明:溅射工艺参数对ITO薄膜电阻率和沉积速率的影响十分明显。随着氧氩体积比的增大,样品的电阻率显著增大,沉积速率下降;随着溅射功率的增加,ITO薄膜的电阻率先减小后略微增大,沉积速率上升;随着溅射气压升高,ITO薄膜的电阻率先减小后增大,当溅射气压增大到较大值时,ITO薄膜的电阻率又开始减小,而沉积速率则先上升后下降。     

磁控溅射硅基AlN薄膜的氮-氩气体流量比研究

反应磁控溅射制备AlN薄膜时,薄膜的质量与众多实验参数有关。靶基距、溅射功率、工作气体总压及N2气分压等实验参数影响薄膜质量的报道很多,因此,研究N2/Ar流量比对磁控溅射硅基AlN薄膜元素种类与含量的影响很有实用意义。实验表明,在其他参数一定的情况下,N2/Ar流量比对AlN薄膜元素种类与含量有很大影响。通过实验验证,选择N2/Ar流量比约为1.525可获得高质量的AlN薄膜(100取向)。     

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.     

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。     

射频磁控溅射制备声表面波器件用ZnO薄膜

研究了采用射频磁控溅射法在SiO2/Si衬底上制备ZnO薄膜工艺中溅射功率、氧氩比(V(O2)/V(Ar))及衬底温度对ZnO薄膜结构的影响。利用X-射线衍射(XRD)和扫描力显微镜(AFM)对薄膜进行结构性能分析,表明其结构性能随工艺参数变化的规律。利用优化的工艺条件:射频功率60 W、V(O2)/V(Ar)为0.55和衬底温度350℃,在DLC/Si衬底上制备了ZnO薄膜,制作加工成声表面波滤波器件,测试分析了频率响应特性,中心频率为596.5 MHz。     

磁控溅射ITO薄膜结构和性能的研究

利用中频脉冲磁控溅射工艺制备ITO薄膜,研究了在衬靶间距为60 mm、衬底温度为350℃、溅射功率为120 W、溅射气压为0.2 Pa的条件下,氧氩比(O2/Ar)、溅射时间对ITO薄膜表面形貌、膜厚、沉积速率及光电性能的影响。通过实验和分析,最终确定了在玻璃衬底上制备ITO薄膜的最佳氧氩比和溅射时间:氧氩比为0.4:40,溅射时间为45 min,获得了方阻为2.55Ω/□,电阻率为1.46×10-4Ω·cm,可见光范围内平均透过率为81.2%的薄膜。     

磁控溅射低阻ITO薄膜的气体参数优化

用直流磁控溅射系统在不同气压和氩氧流量比(V(Ar):V(O2),体积比)下制备铟锡氧化物(ITO)薄膜。测试了薄膜的方阻和透过率,得到不同沉积气压和V(Ar):V(O2)对薄膜电光特性的影响大小和趋势。X-射线衍射(XRD)测试表明ITO薄膜的晶粒尺寸随膜内氧的摩尔分数增加而增大,随氧气比例增加薄膜(400)晶向消失。优化参数为气压266.664 mPa,V(Ar):V(O2)=15:0,制备的ITO薄膜方阻为22Ω/□,在可见光区域平均透过率为85%。     

宽带隙立方氮化硼薄膜制备

报道了用偏压调制射频溅射方法制备宽带隙立方氮化硼 ( c- BN)薄膜的实验结果 .研究了衬底负偏压对制备c- BN薄膜的影响 .c- BN薄膜沉积在 p型 Si( 10 0 )衬底上 ,溅射靶为六角氮化硼 ( h- BN) ,工作气体为 Ar气和 N2 气混合而成 ,薄膜的成分由傅里叶变换红外谱标识 .结果表明 ,在射频功率和衬底温度一定时 ,衬底负偏压是影响 c-BN薄膜生长的重要参数 .在衬底负偏压为 - 2 0 0 V时得到了立方相含量在 90 %以上的 c- BN薄膜 .还给出了薄膜中的立方相含量随衬底负偏压的变化 ,并对 c- BN薄膜的生长机制进行了讨论     

磁控溅射硅基AIN薄膜的氮-氩气体流量比研究

反应磁控溅射制备AIN薄膜时,薄膜的质量与众多实验参数有关.靶基距、溅射功率、工作气体总压及N2气分压等实验参数影响薄膜质量的报道很多,因此,研究N2/Ar流量比对磁控溅射硅基AIN薄膜元素种类与含量的影响很有实用意义.实验表明,在其他参数一定的情况下,N2/Ar流量比对AIN薄膜元素种类与含量有很大影响.通过实验验证,选择N2/Ar流量比约为1.525可获得高质量的AIN薄膜(100取向).     

宽带隙立方氮化硼薄膜制备

报道了用偏压调制射频溅射方法制备宽带隙立方氮化硼(c-BN)薄膜的实验结果.研究了衬底负偏压对制备c-BN薄膜的影响.c-BN薄膜沉积在p型Si(100)衬底上,溅射靶为六角氮化硼（h-BN）,工作气体为Ar气和N2气混合而成,薄膜的成分由傅里叶变换红外谱标识.结果表明,在射频功率和衬底温度一定时,衬底负偏压是影响c-BN薄膜生长的重要参数.在衬底负偏压为-200V时得到了立方相含量在90%以上的c-BN薄膜.还给出了薄膜中的立方相含量随衬底负偏压的变化,并对c-BN薄膜的生长机制进行了讨论.     

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。     

沉积条件对室温下磁控溅射AZO薄膜微结构与光电性能的影响

通过控制室温下射频磁控溅射过程中不同的氩气工作气压、溅射功率和沉积时间,在石英玻璃上沉积Al掺杂ZnO（AZO）薄膜,探究了三种工艺条件对制备的AZO薄膜的微结构及光电性能的影响。所制备的AZO薄膜经500℃退火后均为六方纤锌矿结构,具有优异的透明度,在可见光范围内的平均透过率均在86%以上。在气压0.25 Pa、功率200 W下,溅射时间为10 min时,薄膜的电阻率低至5.04×10^-3Ω·cm,而溅射时间为15 min时,Haacke性能指数最优,为0.314×10^-3Ω^-1。结果表明,磁控溅射制备的AZO薄膜的晶体结构、方阻和透过率等特性与制备过程中的气压、功率和时间密切相关,通过评价性能指数可指导优化AZO薄膜的制备工艺。     

铝掺杂氧化锌薄膜在玻璃衬底上的RF反应共溅射低温织构生长

以金属锌(Zn)和铝(Al)为靶材采用射频(RF)反应共溅射技术在低温(200℃)玻璃衬底上沉积了铝掺杂氧化锌(ZnO∶Al)薄膜.运用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDX)、表面轮廓仪(α-Step)、X射线衍射 (XRD)和双光束紫外-可见光谱仪(UV-VIS)等分别对沉积样品的表面和断面的形貌结构、组成成分和光学特性进行了分析表征.研究了反应气体氧与氩流量比(O2/Ar)和RF溅射功率对沉积样品的生长速率、结构特征和光电学性质的影响.结果表明,薄膜的成长速率强烈依赖于RF溅射功率,而薄膜的结构形貌和成分的化学配比则主要由反应气体流量比O2/Ar决定.通过对沉积参数的优化但未经退火处理,得到了六角纤锌矿结构单一(0002)结晶方向的ZnO∶Al薄膜,其可见光透过率达85%,电阻率在10-1～103Ω*cm之间.实验发展的低温RF共溅射技术不仅具有造价低廉、工艺简单可靠和材料来源广泛等特点,而且还能有效防止器件底层材料间的互扩散,沉积薄膜的性能基本符合光电器件涂层特别是薄膜太阳电池窗口层应用的要求,易于工业规模化地生产和推广.     

铝掺杂氧化锌薄膜在玻璃衬底上的RF反应共溅射低温织构生长

以金属锌( Zn)和铝( Al)为靶材采用射频( RF)反应共溅射技术在低温( 2 0 0℃)玻璃衬底上沉积了铝掺杂氧化锌( Zn O∶Al)薄膜.运用扫描电子显微镜( SEM)、能量色散X射线谱( EDX)、表面轮廓仪(α- Step)、X射线衍射( XRD)和双光束紫外-可见光谱仪( U V- VIS)等分别对沉积样品的表面和断面的形貌结构、组成成分和光学特性进行了分析表征.研究了反应气体氧与氩流量比( O2 / Ar)和RF溅射功率对沉积样品的生长速率、结构特征和光电学性质的影响.结果表明,薄膜的成长速率强烈依赖于RF溅射功率,而薄膜的结构形貌和成分的化学配比则主要由反应气体流量比O2 / Ar     

氧化铁镍薄膜的制备与表征

首先提出射频反应磁控溅射中薄膜沉积速率同O2流量和溅射功率关系的理论计算模型;其次根据这一理论计算模型,在O2/Ar气氛中,利用射频反应磁控溅射制备氧化铁镍薄膜;最后分别采用台阶仪、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电子扫描镜(SEM)和电化学工作站对薄膜进行了表征,并分析了在制备过程中O2含量、工作压强和溅射功率对薄膜的沉积速率、结构、组分和表面形貌的影响.实验验证了所提出的理论计算模型以及Ni3 的存在;得到了膜厚与晶型以及工作压强与形貌的关系;电化学测试结果为:在电流密度为8 mA/cm2时的过电势为284 mV.     

功率对制备β-FeSi2薄膜的影响

利用磁控溅射方法,溅射室背底真空优于2.0×10-5 Pa,采用不同的功率在Si(100)(电阻率为7~13 Ωcm)衬底上沉积一层铁薄膜(150~330 nm),然后在900 ℃,15 h背底真空条件下(4×10-4 Pa)退火,形成了β-FeSi2。采用扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌结构进行表征,并采用X射线衍射仪(XRD)对其进行了晶体的结构分析,当溅射功率为70~100 W时,主要衍射峰来自β-FeSi2,但同时在2θ=45°处有较大的FeSi峰,在2θ=38°附近出现较大的Fe5Si3峰。研究结果表明,制备β-FeSi2薄膜的最佳溅射功率为110 W,在900 ℃退火15 h。     

低真空下射频磁控溅射法制备ITO薄膜

在低真空(2.3×10-3 Pa)下采用射频磁控溅射法制备了ITO薄膜.溅射温度200 ℃,溅射气氛为氩气和氧气的混合气,溅射靶材为90 %氧化铟、10 %氧化锡的陶瓷靶.用场发射扫描电子显微镜和X衍射仪研究了薄膜的显微结构, 用X射线光电子能谱表征了薄膜的成分.ITO薄膜在可见光范围内有较高的透射率(80 %～95 %).在低工作气压(1 Pa)下,氧气流量比率[O2/(O2+Ar)]越小,薄膜的透射率越高、导电性越好.在高工作气压(2 Pa)下,制备得到低质量、低透射率的无定形薄膜.     

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.     

电气和电子工程用材料科学

TB43,TM273 2004020007磁控溅到制备5 mCo薄膜的工艺及磁性研究/邱轶,万红,刘吉燕,斯永敏,赵询(国防科技大学)11国防科技大学学报一2003,25(5).一26一30用直流磁控溅射方法制备了SmC。薄膜,通过正交设计实验考察了一〔艺因素对薄膜沉积速率的影响规律.研究结果表明,影响薄膜沉积速率的主要因素是溅射功率,其次为靶基距,在0.5~2.OPa的压强范围内,Ar气压强的大小对溅射速率的影响很小.X一射线衍射结果表明:制备态的SmCo薄膜为非晶结构,500℃真空热处理后,薄膜中出现少量的微晶SmCos化合物磁性能测试表明:制备态SmC。薄膜的矫顽力随薄膜…