本底真空度对磁控溅射Cr/C镀层微观形貌及结合强度的影响

采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术于不同本底真空度下制备了Cr/C镀层。利用TEM、划痕仪分析了不同真空度下镀层微观截面形貌与结合强度的变化。结果表明,随本底真空度的降低,Cr/C镀层中物理混合界面层和Cr金属打底层的厚度显著减小;镀层结合强度随本底真空度的降低显著下降,物理混合界面层、Cr金属打底层厚度的减小以及镀层表面孔洞等缺陷增多、致密度变差等共同导致了其结合强度的下降。     

本底真空度对非平衡磁控溅射C/Cr复合镀层性能的影响

采用非平衡磁控溅射在GW93镁合金表面制备了镀C/Cr复合镀层,分析了不同本底真空度下在GW93镁合金表面进行非平衡磁控溅射镀C/Cr复合镀层的硬度、耐蚀性、膜基结合力,摩擦系数等.结果表明,非平衡磁控溅射镀C/Cr复合膜层,本底真空度在8.8×10-3～1.0×10-1Pa范围内,镀层硬度与本底真空度成反比,当其为8.8×10-3Pa时,镀层硬度最低为1397Hv0.05,镀层使基体自腐蚀电位提高到-0.940V,显著改善镁合金的耐蚀性,结合力最高可达8.11N,镀层的摩擦系数最低达到0.05.本底真空度对C/Cr复合镀层相组成没有显著影响,不同真空度下的C/Cr复合镀层均以非晶为主.     

本底真空度对磁控溅射制备Ru薄膜微观结构、膜基结合力及耐蚀性能的影响

采用射频磁控溅射法在功率用半导体散热片Mo上制备了不同本底真空度的Ru薄膜,利用能谱仪、X射线衍射仪、纳米划痕仪及电化学工作站等仪器研究了本底真空度对Ru薄膜化学成分、微观结构、膜基结合力及耐蚀性能的影响。结果表明,随着本底真空度的降低,Ru薄膜中氧含量逐渐降低,当本底真空度为6.0×10-4Pa时,薄膜中氧含量为0%(原子分数);当本底真空度为6.0×10-2Pa时,薄膜两相共存,即hcp-Ru+fcc-RuO_2,此时,薄膜中RuO_2的相对质量分数约为13.7%;随着本底真空度的降低,薄膜中fcc-RuO_2相对质量分数逐渐减少,当本底真空度为6.0×10-4Pa时,薄膜中fcc-RuO_2相消失,为hcp-Ru单一相结构;受RuO_2相的影响,薄膜晶粒尺寸及膜基结合力随本底真空度的降低而逐渐增加。研究表明,在3.5%Na Cl溶液,本底真空度为6.0×10-4Pa的Ru薄膜耐蚀性能优于Mo衬底。     

本底真空度和残余气体对集成电路金属薄膜淀积的影响

随着集成电路芯片器件特征尺寸不断缩小和一些特色工艺的要求,金属薄膜淀积对反应腔真空度和残余气体的要求越来越高,尤其对于高温厚铝溅射工艺,真空反应腔微环境的细小变化可能导致器件失效。本文采用氦质谱检漏仪,残余气体仪对出现问题的8英寸Al,W金属薄膜淀积设备进行真空和残余气体检查,采用扫描电子显微镜,透射电子显微镜,能量色散X射线光谱仪等方法对缺陷进行分析。研究表明设备真空腔体微漏和极微量的残余气体对Al,W金属薄膜质量影响很大。从设备的角度提出改善真空度、减少残余气体的措施,这些措施在实际生产中得到了验证和应用,达到减少设备停机时间,减少产品缺陷,提高成品率的效果。     

硅粉形貌对人工合成高纯碳化硅粉料的影响

合成了适于半绝缘碳化硅单晶生长的高纯度SiC粉料.实验发现,不同的硅粉形状、粒度以及合成温度、时间都对合成产物的形貌、组成和产率有影响.合成产物的形貌通过扫描电子显微镜(SEM)观察,结构通过粉末衍射法(XRD)测定.结果表明,合成产率与Si粉的表面积有十分重要的关系,表面积越大,合成产率越高.合成温度和时间则决定了合成产物中岐睸iC和猹睸iC的比例.辉光放电质谱(GDMS)测量了合成产物的杂质含量,表明合成产物符合半绝缘SiC单晶的生长要求.     

磁控溅射制备硅铝阻隔膜的研究

采用磁控溅射技术以10%Si～90%Al合金为靶材,通入O2将Si氧化成SiO2,Al氧化成Al2O3,在普通PET薄膜表面制备具有高阻隔性无机阻隔薄膜层,以增加其阻隔性.传统的磁控溅射法制备SiO2膜工艺,大多采用射频溅射法,但其成本较高,效率较低,无法充分满足大面积工业化镀膜生产的需要.而采用10%Si～90%Al合金不仅可以实现直流溅射工艺,而且测量结果表明,薄膜的阻隔性得到大幅度提高.     

氩气压对磁控溅射制备CdZnTe薄膜形貌、结构和电学特性的影响

正引言碲锌镉(CdZnTe,CZT)是一种性能优异的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有高原子序数、高电阻率、优良的载流子输运特性等优点[1-3]。相对于体晶体,CZT薄膜可进行大面积制备,在太阳能电池、工业和医疗用X射线成像等领域具有重要应用前景[4-5].真空蒸镀、磁控溅射、近空间升华等方法均曾被应用于CZT薄膜的制备[1,6]。其中磁控溅射法的优点是薄膜均匀性好、成分可控,可低温制备等[7-7].人们曾经研究过溅射功率、衬底温度、衬底偏压和膜     

氩气压对磁控溅射制备CdZnTe薄膜形貌、结构和电学特性的影响

采用Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶圆作为溅射靶材,利用射频磁控溅射法在FTO衬底上制备了CdZnTe薄膜。系统研究了溅射氩气压从0.08~1Pa的变化对CdZnTe薄膜的形貌、结构、成分和电学特性的影响。随着氩气压的降低,薄膜晶粒尺寸下降,形貌由柱状结构转化为片状结构、再转化为细小的颗粒状结构。同时,CZT薄膜逐渐呈现(111)择优取向的闪锌矿结构,内应力减少,并且当气压降至0.5和0.3Pa时薄膜出现了ZnTe和Te相。薄膜中的Zn和Cd原子含量大于靶材中的对应原子含量。薄膜的方块电阻随着氩气压的降低先减少,后增大。而薄膜的载流子浓度和迁移率则随着氩气压降低呈现先增大后减小的趋势。     

磁控溅射TiO2膜的真空度对薄膜亲水性影响的实验研究

采用反应溅射技术可以制备出具有亲水作用的TiO2薄膜。这种TiO2薄膜断面呈现柱状晶体结构。薄膜表面出现不规则起伏。薄膜的晶相主体均为锐钛矿型。TiO2薄膜的光透射谱变化不大。这种TiO2薄膜经紫外光辐照后,可以降低水和TiO2薄膜表面之间的接触角。不同工艺条件下制备的TiO2薄膜接触角相差很大。在纯氧条件下,薄膜制备的真空度对薄膜的亲水性有着决定性的影响。     

射频磁控溅射硅薄膜的制备与结构研究

采用拉曼光谱、光学显微镜、透射电镜研究了不同衬底温度、腔体气压对射频磁控溅射法制备的不含氢硅薄膜相结构和形貌的影响.结果表明430℃时薄膜中出现微晶相,平均晶粒尺寸2.8nm.腔体内杂质及衬底表面的显微缺陷会诱发薄膜针孔、凹坑等缺陷的产生.低温、高压会导致薄膜中空洞缺陷的密集.     

锰硅化合物的制备及塞贝克效应

过渡金属高锰硅化合物MnSi1.7作为半导体和难熔金属硅化物,具有热电应用的前景.尽管对Mn-Si1.7热电材料的研究已进行多年,但若要实现商业化应用,在制备和性能优化等方面还有很多问题需要解决.本文利用高温烧结的方法,在氮气氛保护下成功地制备出了锰硅块材化合物,研究了样品中所含的相结构及其所占比例(特别是MnSi1.7相)与烧结温度、保温时间的关系及它们对热电性能的影响.实验发现,Mn-Si1.7相所占的比例随着烧结温度的升高和保温时间的增加而增加,但材料的塞贝克系数在增大到某一饱和值后就不再增加了.     

磁控溅射法制备高反射铝膜

通过先后调整溅射沉积时间、溅射功率以及溅射气压等镀膜参数,然后结合所镀样品的反射率测量,分析了镀膜参数对铝膜反射率的影响;通过调整不同的离子束清洗时间,结合所镀样品的太阳光谱反射率测量以及附着力测试,研究了离子束清洗对铝膜性能的影响。结果表明,在这些影响因素中离子束清洗对铝膜性能的影响很大。     

腐蚀液配方对刻蚀高阻硅多孔阵列结构形貌影响的研究

采用电化学刻蚀方法,在n型高阻单晶硅片上进行有序多孔阵列的制备。就腐蚀液配方的改变对制备的多孔阵列结构的形貌进行观察研究。研究表明,在其它相同的实验条件下,改变组元乙醇的比例,制备的多孔阵列结构形貌会有显著的差别。随着腐蚀液中组元乙醇含量的减小,制备的多孔阵列结构中的孔的表面及断面形貌逐渐显得光滑、平整。当改变腐蚀液配方中的HF浓度时,制备的多孔阵列结构中的孔的大小及深度也随之改变,对此的机制进行了探讨。     

电化学刻蚀参数对高阻厚壁宏孔硅阵列表面形貌的影响

采用光电化学刻蚀方法,在电阻率为4～5 kΩ·cm的n-型[100]单晶硅片上制备了厚壁有序宏孔硅阵列。通过对比有限元法模拟诱导坑周围的电场分布,研究了刻蚀参数(电解液、光照、电压)对阵列表面形貌的影响。在刻蚀成孔的过程中,诱导坑对孔的限制受电场分布和实验条件的共同影响,出现刻蚀偏离的现象。模拟结果显示,诱导坑上的电场强度沿着单晶硅的[100]和[110]晶向的分布。这种分布的结果是,随着光照强度的提高和刻蚀溶液表面自由能的降低刻蚀由原光刻图形的(110)面向(100)面偏离。提高刻蚀电压可抑制刻蚀偏离,有利于诱导坑快速刻蚀成孔,从而形成规整的厚壁宏孔硅阵列。     

不同制备工艺对高硅铝合金组织及力学性能的影响

针对航空航天电子封装用轻质高硅铝合金材料,采用铸轧工艺、喷射沉积工艺和粉末包套热挤压工艺制备了硅含量高达35%的高硅铝合金,利用金相显微镜、万能电子拉伸机、SEM对3种不同工艺所制备材料的微观组织、力学性能及断口进行了检测分析.结果表明:在含硅量相差不大时,粉末包套热挤压工艺成型材料的硅相细小,可达到2～10μm,且分布弥散均匀,抗拉强度达到174MPa,比铸轧工艺成型材料的强度提高了86.1%,比喷射沉积工艺成材料的强度提高了57.2%.     

刻蚀压强对制备碳纳米管形貌的影响

采用等离子体增强化学气相沉积技术,以C2H2、H2和N2为反应气体,制备出碳纳米管薄膜,利用扫描电镜(SEM)对其进行表征。结果表明:催化剂刻蚀压强对碳纳米管薄膜的生长起着重要作用,获得定向性好、密度适中、杂质缺陷少的碳纳米管的最佳的刻蚀压强为200 Pa。     

磁控溅射低温制备高电导高透明氢掺杂薄膜

通过分析直流磁控溅射技术低温制备高电导和高透明的氢掺杂AZO薄膜实验,明确了溅射技术对于低温制备AZO薄膜的重要作用。由此可以证明,引入适量氢气,有利于提升AZO薄膜的电阻率。     

溅射气压对磁控溅射Mo背电极层形貌与结构的影响

采用直流磁控溅射法在溅射气压为0.1~1.0Pa下制备了金属Mo膜。用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对单层Mo膜的表面、断面形貌和粗糙度进行了分析与表征;用X射线衍射(XRD)研究了气压对Mo膜晶粒尺寸和薄膜应力应变的影响;用SEM观察了双层和三层Mo背电极层的表面形貌。结果表明,溅射气压升高,表面颗粒由细长变得圆润,均方根粗糙度升高,其值介于1.32~4.81nm之间;Mo膜的晶粒尺寸随气压的升高而降低,其值介于27.2~11.7nm之间;溅射气压为0.2Pa和0.3Pa时制备的Mo膜显现为张应力;将双层Mo背电极表面制备0.7Pa的Mo层后,表面更加圆润,孔隙增多。     

化学刻蚀法制备多孔硅的表面形貌研究

应用各种表面形貌分析方法如SEM、TEM、AFM等,通过对用化学刻蚀法形成的多孔硅进行表面形貌分析,发现由于横向腐蚀比较严重而使多孔硅层在达到一定深度后就会自动脱落。腐蚀中由于大量H2的析出,对硅晶体产生巨大的应力,这些应力使硅在比较脆弱的晶粒边界或缺陷处产生微裂纹,多孔硅就从这些地方开始和生长。     

化学刻蚀法制备多孔硅的表面形貌研究

本工作首先采用化学刻蚀法制备出各种特征的多孔硅，然后通过扫描电镜技术，对多孔硅的表面形貌进行了表征，并分析了多孔硅表面微结构的形成过程。