射频磁控溅射SiO2薄膜的制备与性能研究

采用磁控射频反应溅射法在单晶硅片上制备了二氧化硅薄膜。研究了制备工艺对薄膜沉积速率、表面形貌、折射率和电击穿场强的影响。结果表明：薄膜的沉积速率随氧分压的增加先急剧减小，稍有增加后再缓慢减小，而随溅射功率的增加几乎呈线性增长；薄膜表面均匀，平均粗糙度分别为1．740nm（100W）和2．914nm（300W），有随溅射功率的增加而增加的趋势；薄膜的折射率随着溅射气氛中氧气含量的增加而增加，最后稳定于1．46不变；薄膜的电击穿场强随溅射功率的增加先缓慢增加，然后缓慢减小，通过800℃／100s的快速热处理，薄膜的电击穿场强明显升高。     

磁控溅射CdTe薄膜的光电学特性

采用射频磁控溅射方法在玻璃和Si(111)衬底上制备了碲化镉(CdTe)薄膜,并研究了溅射功率对薄膜的结构、光学和电学性能的影响.X射线衍射分析表明,所有样品均沿(111)面择优取向; 平均晶粒尺寸随溅射功率的增加而增加,即从73.0 nm(70 W)增加到123.6 nm(110 W).紫外 - 可见 - 近红外光谱分析表明, CdTe薄膜在可见光范围内具有较高的吸光度; 薄膜的带隙随着溅射功率的增加而减小,最小值为1.38 eV.CdTe薄膜的导电性随溅射功率的增加而明显增强,当溅射功率为110 W时电阻率仅为21.5 Ω?cm.该研究结果可为制备高导电性和高吸收率的半导体薄膜提供参考.     

工艺参数对磁控反应溅射AlN薄膜沉积速率的影响

采用射频磁控反应溅射法，以高纯Al为靶材，高纯N。为反应气体，成功制备了氮化铝(AlN)薄膜。研究了N2气流量、射频功率、溅射气压等工艺参数对AlN膜沉积速率的影响规律。结果表明，随着N2气流量的增加，靶面溅射由金属态过渡到氮化态，沉积速率随之明显降低；沉积速率随射频功率的增大几乎成线性增大，随靶基距的增大而减小；随着溅射气压的增大，沉积速率不断增大，但在一定气压下达到最大值后，沉积速率又随气压不断减小。     

射频磁控反应溅射制备HfO2薄膜的工艺及电性能

采用射频磁控反应溅射法,以高纯Hf为靶材、高纯O2为反应气体,成功地在p型硅衬 底上制备了高k栅介质HfO2薄膜,并对薄膜的沉积速率、成分和电学性能进行了研究.结果 表明,薄膜沉积速率随射频功率增加而增大,随O2气流量增加而减小,随溅射气压增加呈先 增大后减小的趋势.制备的薄膜中Hf和O元素的原子浓度比基本符合化学计量比.研究了薄 膜的C-V特性;获得了O2流量、射频功率及退火温度对薄膜电学性能的影响规律.     

磁控溅射功率对ITO膜性能和红外光谱的影响

采用射频磁控溅射在PMMA、PC等有机衬底和无机玻璃衬底上制备ITO透明导电膜。研究溅射功率对不同衬底上ITO膜电学性能与红外光谱的影响。无机玻璃衬底上,随溅射功率增加ITO膜电阻率降低,等离子吸收波长向短波方向移动;有机衬底上,在相同的溅射功率,有机衬底比无机衬底上ITO膜的载流子浓度低,电阻率前者比后者大。较高的溅射功率(≤130W)有助于有机衬底ITO膜致密度增加、氧空位增多,有机衬底和GLASS衬底上ITO膜载流子差距减小,进而电阻率差距减少。过高的溅射功率(130 W)破坏有机衬底,其上ITO膜电阻率变大。     

AFM分析磁控溅射法制备的TiO2纳米薄膜

采用磁控反应溅射法，在室温条件下制备了TiO2纳米薄膜，用原子力扫描显微镜(AFM)分析考察了溅射功率、溅射时真空室压力等工艺参数对薄膜结晶状态、晶粒尺寸的影响．实验结果表明，在室温下，只有溅射功率大于100W以上时，才能形成粒子结晶完全的纳米薄膜，随着溅射功率的增加，真空室溅射气压的降低，薄膜中TiO2粒子尺寸显著增大；随着溅射时间的延长，薄膜厚度增加．并根据溅射薄膜的成膜机理，讨论了实验工艺参数对薄膜微结构的影响。     

磁控溅射法制备镍热敏薄膜的工艺研究

为了提高用作红外探测器敏感材料的镍膜的性能,采用直流磁控溅射的方法在载玻片上制备测辐射热计的热敏感薄膜一镍膜,靶材选用高纯镍（99．99％）．采用四探针电阻特性测试仪测试了所制备的镍热敏薄膜在不同温度下的方块电阻,根据测试曲线计算薄膜的电阻温度系数（TemperatureCoefficientofResistance,TCR）．研究了工作气压、氩气流量以及溅射功率对镍膜TCR的影响．实验研究表明,当溅射功率为225W,工作气压为1Pa,氩气流量为120sccm,溅射时间为3min时,制备出的镍膜方阻为2．9Ω／口,TCR为2．3×10^-3／K．     

调制周期对Ti-TiN多层薄膜光学和电学性能的影响研究

采用反应直流磁控溅射法,在Si(111)基底上制备一系列不同结构的Ti/TiN多层薄膜.研究了溅射沉积过程中调制结构对周期薄膜光电性能的影响.研究结果表明:电阻率随着周期层数的增大而减小;周期层数增加时薄膜近红外反射率增大;当调制周期为25 nm时,薄膜方块电阻最小,同时薄膜红外反射率最大;修正了红外反射率RIR近似计算公式的系数.     

AFM分析磁控溅射法制备的TiO2纳米薄膜

采用磁控反应溅射法,在室温条件下制备了TiO2纳米薄膜,用原子力扫描显微镜(AFM)分析考察了溅射功率、溅射时真空室压力等工艺参数对薄膜结晶状态、晶粒尺寸的影响.实验结果表明,在室温下,只有溅射功率大于100W以上时,才能形成粒子结晶完全的纳米薄膜,随着溅射功率的增加,真空室溅射气压的降低,薄膜中TiO2粒子尺寸显著增大;随着溅射时间的延长,薄膜厚度增加.并根据溅射薄膜的成膜机理,讨论了实验工艺参数对薄膜微结构的影响.     

电容耦合等离子体化学气相沉积系统二维射频放电及薄膜制备工艺的研究

通过建立二维自适应模型,对等离子体化学气相沉积系统反应室中SiH4/H2在射频辉光放电条件下的多物理场进行仿真模拟,模拟结果显示：当射频功率和硅烷体积分数增大时,极板间电子密度增大,薄膜沉积速率也随之加快,但沉积的均匀性变差。结合利用该PECVD设备制备的薄膜微结构和沉积速率测试结果,得出射频功率为80W,SiH4体积分数为1%时,薄膜的平均晶粒大小和晶化率最大,薄膜沉积速率较快且均匀性较好。     

Influence of argon gas pressure on the ZnO:Al films deposited on flexible TPT substrates at room temperature by magnetron sputtering

Aluminium doped ZnO thin films(ZnO︰Al) were deposited on transparent polymer substrates at room temperature by rf magnetron sputtering method from a ZnO target with Al2O3 of 2.0 wt%. Argon gas pressure varied from 0.5 Pa to 2.5 Pa with radio frequency power of 120 W. XRD results showed that all the ZnO︰Al films had a polycrystalline hexagonal structure and a (002) preferred orientation with the c-axis perpendicular to the substrate. The grain sizes of the films were 6.3-14.8 nm.SEM images indicated the ZnO︰Al film with low Argon gas pressure was denser and the deposition rate of the films depended strongly on the Argon gas pressure, increasing firstly and then decreasing with increasing the pressure. The highest deposition rate was 5.2 nm/min at 1 Pa. The optical transmittance of the ZnO︰Al films increased and the blue shift of the absorption edge appeared when the Argon gas pressure increased. The highest transmittance of obtained ZnO︰Al films at 2.5 Pa was about 85% in the visible region. The electrical properties of the films were worsened with the increase of the Argon gas power from 1 Pa to 2.5 Pa. The resistivity of obtained film at 1.0 Pa was 2.79×10-2 Ω·cm.     

Surface and electrical properties of NiCr thin films prepared by DC magnetron sputtering

Several batches of NiCr alloy thin films with different thickness were prepared in a multi-targets magnetron sputtering apparatus by changing sputtering time while keeping sputtering target power of Ni and Cr fixed. Then the as-deposited films were characterized by energy-dispersive X-Ray spectrometer （EDX）, Atomic Force Microscope （AFM） and four-point probe （FPP） to measure surface grain size, roughness and sheet resistance. The film thickness was measured by Alpha-Step IQ Profilers. The thickness dependence of surface roughness, lateral grain size and resistivity was also studied. The experimental results show that the grain size increases with film thickness and the surface roughness reaches the order of nanometer at all film thickness. The as-deposited film resistivity decreases with film thickness.     

极板间距对反应溅射Ge_xC_(1-x)薄膜的影响

利用射频磁控反应溅射法,以Ar、CH4为原料气体,在较宽的工艺参数范围内制备出了GexC1－x薄膜,研究了极板间距对沉积的影响。结果表明,随极板间距的减小,沉积速率增大,薄膜的均匀性变差,薄膜中Ge／C的原子比增加.     

磁控溅射TiCN薄膜对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与性能的影响

基于正交试验设计，在铝合金表面磁控溅射沉积TiCN薄膜，采用盐雾腐蚀、电化学腐蚀、硬度测试等探究磁控溅射工艺参数（钛靶功率、碳靶功率、氮氩比）对Al-Cu-Mg-Ag合金硬度与抗腐蚀性能的影响规律，并结合扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等对其机理进行探讨。结果表明：磁控溅射工艺参数对合金的膜层硬度、盐雾最大腐蚀深度、腐蚀电流密度、膜基结合力的影响顺序分别为：氮氩比>C靶功率>Ti靶功率；C靶功率>氮氩比>Ti靶功率；C靶功率>氮氩比>Ti靶功率；Ti靶功率>C靶功率=氮氩比。C靶功率200 W、Ti靶功率100 W、氮氩比为1：40时，可以获得耐蚀性、硬度和膜基结合力综合性能优良的TiCN膜层。     

溅射时间对CIGS薄膜的结构及性能影响

选择铜铟镓硒(CIGS)四元合金靶材,采用一步磁控溅射法在钠钙硅玻璃衬底上制备CIGS薄膜。重点研究了溅射时间对CIGS薄膜结构及性能的影响。采用XRD、SEM、UV-Vis及四探针测试仪对薄膜进行表征。结果表明,随着溅射时间的增加,薄膜增厚,薄膜的结晶度变好,颗粒增大尺寸约1mm,电阻率明显降低,可见光的吸收系数接近105 cm-1。CIGS吸收层的性能对改善CIGS薄膜光伏电池的光转换效率非常有利。     

光子计数成像探测器电荷感应层Ge薄膜特性研究

为了研究光子计数成像系统中感应电荷层Ge薄膜的制备工艺,改善光子计数成像系统的成像稳定性,采用直流磁控溅射法在熔石英衬底上制备了Ge薄膜,分析了工作气体Ar气通入量对Ge薄膜沉积速率的影响,利用表面轮廓仪及四探针表面电阻仪对样品分别进行了表面粗糙度及电学性能的表征。结果表明：随着Ar气通入量的增加,Ge薄膜沉积速率先上升后下降,在Ar气通入量为15sccm时,Ge薄膜的沉积速率出现极大值;Ge薄膜的表面粗糙度及薄膜电阻率均随着Ar气通入量的升高而增大;薄膜越厚,其电阻受氧化影响越小,电学性能越稳定。     

Effect of the sputtering parameters on the structure and properties of Cu<Subscript>3</Subscript>N thin film materials

Copper nitride (Cu₃N) thin films were successfully deposited on glass substrates by reactive radio frequency magnetron sputtering. The effects of sputtering parameters on the structure and properties of the films were studied. The experimental results show that with increasing of RF power and nitrogen partial pressure, the preferential crystalline orientation of Cu₃N film is changed from (111) to (100). With increasing of substrate temperature from 70 °C to 200 °C, the film phase is changed from Cu₃N phase to Cu. With increasing sputtering power from 80 W to 120 W, the optical energy decreases from 1.85 eV to 1.41 eV while the electrical resistivity increases from 1.45 ×10² Ω · cm to 2.99 × 10³ Ω · cm, respectively.     

射频磁控溅射制备的CdSe薄膜的光电学性质

采用射频磁控溅射技术在不同溅射功率下制备了CdSe薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散X射线光谱仪(EDAX)、紫外可见近红外(UV-VIS-NIR)分光光度计和霍尔效应测试仪研究了溅射功率对薄膜的结构和光电学性质的影响.研究表明：增加溅射功率有利于增强薄膜的结晶性能;随着溅射功率的增加,薄膜的光学带隙和电阻率逐渐减小,载流子浓度逐渐增加,即薄膜的光电性能不断增强.该研究结果可为CdSe薄膜在光电器件方面的应用提供参考.     

Influence of O/Ar ratio on the properties of NiO thin film grown with the method of radio-frequency magnetron sputtering

In order to obtain high quality NiO thin film grown with the radio-frequency magnetron sputtering method, the influence of O/Ar ratio on the structure, band-gap, resistivity and optical transmittance of NiO thin films were studied. It was found that the obtained NiO thin film showed (111) preferred orientation and higher transparency in the visible region. With the increasing of O/Ar ratio from 1∶7 to 8∶2, the optical transmittance of NiO thin films decreased and the optical band-gap was between 3.4 eV and 3.7 eV, and the sheet resistivity decreased from 5.4×107 Ω/□ to 1.0 ×105 Ω/□. Our study shows that the properties of NiO thin films can be adjusted in a wide range by adjusting the O/Ar ratio in the sputtering process.     

制备参数对TbFeCo磁光薄膜性能的影响

对采用磁控溅射制备TbFeCo/Si、Ag/TbFeCo/Si系列薄膜的溅射工艺进行了研究,分析了TbFeCo薄膜的生长机理,并对其光学性质、磁性质和磁光性质进行了分析。实验结果表明,不同压强对TbFeCo薄膜的成分比有明显的影响,确定了工作压强为2.0 Pa是适合的,这时制备的薄膜的成分原子比和靶的原子比最接近。用全自动椭圆偏振光谱仪测量了TbFeCo薄膜在1.5~4.5eV的椭偏光谱,结果表明,随着工作气压、溅射功率和Ar气流量的变化,薄膜的光学性质均发生明显变化。对制备的Ag/TbFeCo/Si和TbFeCo/Si磁光薄膜的磁光性质进行了分析,结果表明,Ag保护膜对TbFeCo磁光薄膜的磁光性质会产生显著影响。