采用中频反应磁控溅射技术沉积氮化锆薄膜

采用中频反应磁控溅射技术沉积ZrN薄膜,在真空镀膜机内对称安装了3对矩形孪生靶.利用等离子体发射光谱和质谱仪QMS200分别实时监控真空炉内靶材表面的谱线变化和各种气氛的分压强,并通过控制系统氮气流量自动调控,从而消除了靶中毒和打火现象,确保了溅射镀膜的稳定进行.通过对氮化锆膜层的显微组织观察、X射线衍射和俄歇半定量分析,沉积的氮化锆薄膜膜层致密,与基体的结合牢固.结果表明:当炉内氮气分压强为45%,控制靶电压200V,靶电流为25A,逐步调节Ar与N2比例,可获得成分均匀,膜层致密,结合力较好的金黄色氮化锆薄膜.     

工艺条件对溅射薄膜附着性的影响

溅射薄膜材料应用很广泛，其中薄膜的附着性是影响薄膜材料质量的重要因素，膜／基界面结合强度是制约薄膜材料实际应用的关键之一。本文综述了关于溅射薄膜附着性能的研究进展，总结了影响附着性的主要工艺因素，为改善薄膜质量提供参考依据。     

磁控溅射法制备二氧化钒薄膜及其性能表征

采用射频反应磁控溅射法在镀有SiO2膜的钠钙硅玻璃基片上沉积了二氧化钒(VO2)薄膜.研究了在300℃沉积温度下,不同溅射时间(5～35min)对VO2薄膜结构和性能的影响.用X射线衍射、扫描电镜、自制电阻测量装置、紫外-可见光谱仪、双光束红外分光光度计对薄膜结构、形貌、电学及光学性能进行了表征.结果表明:薄膜在低温半导体相主要以四方相畸变金红石结构存在,在(011)方向出现明显择优取向生长,随着溅射时间的延长,晶粒生长趋于完整,晶粒尺寸增大;对溅射时间为35 min的薄膜热处理,发现从室温到90℃范围内,薄膜方块电阻的变化接近3个数量级;由于本征吸收,薄膜在可见光范围透过率较低,且随膜厚的增加而逐渐降低;在1500～4000 cm-1波数范围内,原位测量薄膜样品加热前后(20和80℃)的红外反射率,发现反射率的变化幅度随着膜厚增加而提高,最高可达59%.     

对向靶溅射TiN薄膜的结构和物性

利用对向靶溅射（ＦＴＳ）沉积出（１１１）择优取向的单相ＴｉＮ膜，膜硬度（ＨＶ）最高可达３８００，择优取向随基板偏压增高，可由（１１１）转向（２００），晶格常数随氮气分压增高而增大，这是氮原子进入四面体间隙引起的。     

磁控溅射制备AlN薄膜的蒙特卡罗模拟

应用蒙特卡罗程序TRIM对Ar+轰击AIN的微观过程进行了模拟.对不同能量以及不同角度下Ar+轰击AlN引起的溅射产额进行了系统的研究.随着入射离子能量的逐渐增加,AlN的溅射产额呈上升趋势.AlN的溅射产额随入射角增加而逐渐升高,在75°左右达到峰值,超过75°后,溅射产额急剧下降.实验发现垂直入射时和斜入射时,Al和N两元素的分溅射产额的比值变化规律有着明显的不同.     

溅射气压对磁控溅射TiN薄膜光学性能的影响

采用直流反应磁控溅射方法在Si(111)基底上沉积了氮化钛薄膜。研究了在溅射沉积过程中,改变腔体气压对所制备的薄膜结构及性能的影响。研究发现:在保持其它工艺参数不变的条件下,沉积的TiN薄膜在不同溅射气压下生成的物相不同,薄膜的主要成分是立方相TiN,薄膜的结晶均显示出明显的TiN(200)择优取向。在腔体气压为0.5 Pa时出现的TiN(200)衍射峰最强、择优取向最明显。随着腔体气压的增加,薄膜厚度变小,而衍射峰则呈减弱的趋势,TiN薄膜的生长可能无择优取向。当腔体气压为0.35 Pa时,膜层致密均匀,没有大尺寸缺陷且粗糙度好,薄膜的结晶度最好,表面也最光滑,在测试波长范围内对光的平均反射率最大,可满足光学薄膜质量方面的要求。     

磁控溅射温度与时间对ZrN薄膜附着力的影响

采用非平衡磁控溅射技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢上制备了ZrN薄膜。用SEM、EDS观察并分析了薄膜的表面形貌和成分,用光电轮廓仪测量了膜层厚度。并采用划格法测试不同溅射时间和温度制备的薄膜附着力大小。分析不同溅射时间和温度对薄膜附着力的影响规律。结果表明,通过调节磁控溅射时间和温度可以得到具有一定厚度,成分稳定,结构致密的ZrN薄膜,且溅射时间在1～20 min范围内时间越长薄膜附着力越大,溅射时间超过20 min,附着力趋于稳定;溅射温度在30～90℃范围内温度越高薄膜附着力越大,超过90℃溅射温度继续升高附着力减小。     

磁控溅射WCu抗菌薄膜的结构与性能

采用磁控溅射技术在载玻片上制备了钨铜薄膜。结构分析表明,薄膜的沉积速率和铜含量随铜靶电流的增大而升高,晶粒尺寸和显微硬度随铜靶电流的增大而下降。钨铜薄膜形成了固溶体,在铜含量较高时也有铜颗粒析出。WCu薄膜具有较高的疏水性,薄膜润湿性、液滴尺寸和环境温湿度都影响水滴和水膜的干燥时间。平板计数和菌液喷雾抗菌实验表明,WCu薄膜对大肠杆菌具有良好的抗菌作用。WCu薄膜有望用于环境设施的抗微生物表面改性。     

磁控溅射Al-Mg-B薄膜成分优化

采用多靶磁控共溅射技术,利用高纯度Al,Mg和B单质靶材为溅射源,室温下在单晶Si(100)表面上成功制备了低摩擦系数的非晶态Al-Mg-B硬质薄膜.通过改变Al/Mg混合靶体积配比及靶材溅射功率来调控薄膜成分,最终制备的Al-Mg-B薄膜成分接近AlMgB_(14)相的元素成分比,其Vickers硬度约为32 GPa.XRD及HR-TEM分析表明.制备的薄膜均为非晶态XPS测试表明薄膜内部存在B-B及Al-B单键;FTIR进一步测试表明,在波数1100 cm~(-1)处出现较为明显的振动吸收峰,证明制备的薄膜中含有B_(12)二十面体结构,这也是薄膜具有超硬性的主要原因.薄膜摩擦磨损测试表明薄膜摩擦系数在0.07左右.     

OPTICAL CHARACTERIZATION OF TiO2 THIN FILM ON SILICON SUBSTRATE DEPOSITED BY DC REACTIVE MAGNETRON SPUTTERING

1.IntroductionTiO2thin film hasattracted considerable attention in recentyears,due to itshigh refractive index,high transparency in the visibleand near-infrared w avelength region,high dielectricconstant,w ide bandgap,high w earresistance and stability,etc.These m ake itsuitable foruses as solarcells[1-3],protectiveantireflection film s[4],photocatalytic detoxification of polluted w ater[5],electrochom ic devices[6],self-cleaning and antifogging film s[7]and so on.A tpresent,m any differenttec…     

PREPARATION AND SURFACE CHARACTERIZATION OF TiO_2 THIN FILMS ON GLASS BY MAGNETRON SPUTTERING METHOD

1. IntroductionTiOz thin films have excellent properties sucl1 as l1igh ref1actitre il1dex, outstal1diugoptical tra11sl11ittallce, high dielectric constant and physical chemical stabilityll'2]. Recently',the TiO2 thi1l films have drawn more attel1tions oll photocatalysis, optical coating, al1dsolar cell fab.ication[3'4l. In this work we deposited Ti thin film on glass substrate b}-nlagl1etroll sputterillg lllethod and allllealing Ti tl1in fi1l11 to fOrlll TiO2 tl1ill fi1m.2. ExperimelltalT…     

Ti对磁控溅射不锈钢薄膜结构的影响

研究了磁控溅射321不锈钢薄膜内Ti对膜结构由晶态向非晶态转化的影响用X射线衍射分析了膜的结构,结果表明,膜的结构随含Ti量不同而有变化在Ti含量(wt-％)为0—3,3—10,10-18,18-30时,膜的结构分别为α-Fe,α-Fe+x相,非晶+微晶,非晶态     

EFFECT OF Ti ON MICROSTRUCTURE OF STEEL 321 FILM SYNTHESIZED BY MAGNETRON SPUTTERING DEPOSITION

Effect of increasing content of Ti on the crystalline-to-amorphous transition in alloy filmof stainless steel 321 plus Ti synthesized by high rate magnetron sputtering deposition isreported.X-ray diffraction analysis revealed that the microstructure of film was sequentlychanged from α-Fe,α-Fe-X-phase,microcrystalline+amorphous into amorphous withincreasing content of Ti fiom 0—3,3—10,10—18 and 18—30 wt-% respectively.     

THE PREPARATION AND CHARACTERISTICS STUDY OF TiNxOy SPECTRAL SELECTIVE ABSORBING FILM BY MAGNETRON SPUTTERING

Spectral selective absorbent film is a crucial factor for the solar heating device. There are many kinds of spectral selective absorbing film made by different ways. TiNxOy thin film with excellent spectral selecting absobent property were successfully prepared by DC magnetron sputtering with Ar as working gas, N2 and O2 as reactive gas, 99.9% titanium as the target and is copper slice as the substrate. In this article, the optical characteristics and microstructure of TiNxOy thin film were studied. Inputing O2 can decrease the reflection of the visible lights, and double layer film can get good absorption for solar energy.     

ZnO:Al(ZAO)薄膜的制备与特性研究

采用磁控溅射技术制备了ZnO:Al(ZAO)薄膜.研究了不同的工艺参数对薄膜的组织结构和光电特性的影响.实验结果表明,多晶ZAO薄膜具有(001)择优取向且呈柱状生长,能量机制决定其微观生长状态.讨论了薄膜的内应力,高的沉积温度和低的溅射功率可有效减小薄膜的内应力.优化的ZAO薄膜电阻率和在可见光区的平均透射率可分别达到3×10-4-4×10-4Ω·cm和80％以上.     

反应溅射非晶态氧化铝薄膜SCIEI

研究了平面磁控直流反应溅射法沉积氧化铝薄膜的过程。结果表明氧分压大小对反应溅射过程有决定性作用,当氧分压增大或减小过程中存在两个阈值。氧分压小于阈值为金属Al溅射区,大于阈值为氧化铝溅射区。在阈值附近总气压、溅射电压和沉积速率发生突变,溅射特性(V-J)曲线有不同规律。沉积的氧化铝膜为非晶态,高温下可晶化,本文还讨论了反应溅射的机理。     

低能量离子束辐照磁控溅射沉积超硬质nc-TiN/nc-Cu纳米复合膜

利用诱导型等离子体辅助双靶磁控溅射法在Si（100）基板表面沉积Cu含量（原子分数）为0～10．0％的Ti—Cu—N膜,研究了Cu含量对薄膜结构及硬度的影响．结果表明,添加少量Cu可极大地提高薄膜硬度．Cu含量为2．0％的Ti—Cu—N薄膜具有超硬特性,硬度HV达到42,约为纯TiN薄膜硬度的2倍．超硬质Ti—Cu—N薄膜为nc-TiN／nc—Cu纳米复合薄膜,具有柱状晶结构．薄膜的超硬特性源于薄膜的纳米复合结构．     

磁控溅射Cu膜表面形貌演化的多尺度行为

用原子力显微镜(AFM)观察磁控溅射Cu膜的表面形貌,并基于功率谱密度(PSD)和粗糙度测量方法对薄膜进行了量化表征,研究了薄膜表面演化的动力学标度行为.结果表明:薄膜表面演化具有多尺度特征,在全域和局域呈现两种不同的标度行为.全域的粗糙度指数αg≈0.83,生长指数βg≈0.85;而局域的粗糙度指数α1≈0.88,生长指数β1≈0.26.这种差异揭示了薄膜生长机制的尺度依赖性.薄膜全域表面演化为异常标度行为,这归因于体扩散导致了晶粒几何形态的急剧变化;而局域表面演化呈现表面扩散控制的生长行为.