直流磁控溅射制备氮化铜薄膜的热稳定性研究

用直流磁控溅射方法,在氮气分压为0．5Pa、不同的基底温度下,于玻璃基底上制备了Cu3N薄膜。当基底温度为100℃及以下时,温度越高薄膜的结晶程度越好。当基底温度在100℃以上时,随着基底温度的升高,薄膜的结晶程度逐渐减弱,200℃时结晶已很弱,300℃时已完全不能形成Cu3N晶体。薄膜的电阻率随基底温度的变化不大,薄膜的沉积速率随基底温度的升高在18～30nm／min之间近似地线性增大,薄膜的显微硬度随基底温度的升高而略有降低。对基底温度为室温和100℃下制备的氮化铜薄膜进行不同温度下的真空退火,研究了它们的热稳定性。XRD测试表明,薄膜在200℃时开始出现分解,350℃时完全分解。比较在基底温度为室温和100℃下制备的样品,发现室温下制备的氮化铜薄膜比100℃下制备的氮化铜薄膜稳定。     

磁控溅射法制备V掺杂Cu_3N薄膜研究

利用磁控溅射法成功制备了V掺杂Cu3N薄膜。XRD显示随着V掺入浓度的升高,薄膜的择优生长取向由(111)面向(100)面转变。SEM结果表明向Cu3N薄膜中掺入V,薄膜的晶体颗粒形态发生了变化。从对薄膜样品进行的光反射率、电阻率和显微硬度测试结果可以看出,薄膜中掺入适当浓度V对其光吸收、导电性和力学性能有一定程度的改善。     

磁控溅射制备Cu底层的实验研究

使用射频磁控溅射方法在载玻片上制备Cu薄膜,并通过调整其溅射参数来改变Cu薄膜的内部结构.实验结果表明:当基的片加热温度为100～150℃、薄膜厚度为405 nm、溅射功率为150～300 W时,所制得的沿(111)面择优生长的Cu薄膜的Ⅰ(111)/Ⅰ(200)均大于15,可作为SmCo5垂直磁化薄膜的衬底层.     

Cu3N薄膜的制备与性能研究

采用反应射频磁控溅射方法,在玻璃基底上成功制备出了氮化铜（Cu3N）薄膜,并研究了溅射参数对Cu3N薄膜的结构和性能的影响,结果显示,随着溅射功率和氮气分压的增加,氮化铜薄膜的择优取向由（111）方向向（100）方向改变。随着基底温度从70℃增加到200℃,薄膜从Cu3N相变为cu相。紫外可见光谱、四探针电阻仪等测试表明,当溅射功率从80W逐渐增加到120W时,薄膜的光学能隙从1．85eV减小到1．41eV,电阻率从1．45× 10^2Ω·cm增加到2．99× 10^3Ω·cm。     

衬底温度对钇稳定氧化锆薄膜择优生长的影响

使用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)衬底上沉积钇稳定的氧化锆(YSZ)薄膜,用XRD分析薄膜的结晶取向,SEM和AFM观测薄膜表面形貌,研究了在200-650℃的不同衬底温度下薄膜的择优生长.结果表明:衬底温度较低的YSZ薄膜为非晶组织,衬底温度为300-500℃时YSZ晶粒以表面能低的(111)面首先择优生长,衬底温度超过550℃后晶粒活化能提高而使表面能较高的(100)晶粒择优生长.YSZ薄膜是典型的岛状三维生长模式,较高的衬底温度有利于原子在衬底表面迁移和重排结晶长大.同其它沉积技术相比,用PLD技术能在比较低的衬底温度下在Si(100)表面原位外延生长出较高质量的YSZ薄膜.     

基底负偏压对直流磁控溅射CrN薄膜择优取向及表面形貌的影响

直流磁控溅射法制备不同基底负偏压下的CrN薄膜,采用XRD分析薄膜相结构,EDS分析薄膜表面成分,SEM观察薄膜表面形貌,并对偏压作用机制进行了探讨。结果表明,当Ar流量6ml/min、N2流量30ml/min时,在基底负偏压增大过程中,CrN薄膜始终由CrN相组成,但薄膜生长发生了(111)(-50V)向(200)(-125V)再向无明显择优生长(-225V)的转变。低偏压时,CrN薄膜[111]向[200]取向转变主要是轰击表面氮离子浓度增加导致;高偏压时,薄膜中Ar浓度大幅增长,高能离子长时间轰击破坏晶粒取向性,使薄膜呈无择优取向。同时,负偏压增加使薄膜表面形貌从具有棱角的不规则形状逐渐变为粒状结构,且晶粒逐渐细小。     

磁控溅射制备铁掺杂氮化铜薄膜的研究

采用反应磁控溅射法在氮气分压0.5Pa、基底温度100℃条件下,在玻璃基底上分别制备了氮化铜薄膜和铁掺杂氮化铜薄膜.XRD显示氮化铜薄膜择优(111)晶面生长,铁掺杂使氮化铜薄膜的结晶程度减弱.AFM显示铁掺杂使氮化铜薄膜粗糙度增加.铁掺杂不同程度地提高了氮化铜薄膜的沉积速率和电阻率.     

氮化铜薄膜的研究

氮化铜(Cu_3N)薄膜是一种新型的电、光学材料,它具有典型的反三氧化铼结构,由于Cu原子没有很好地占据(111)晶格面的紧密位置.在薄膜中掺杂之后,薄膜的电、光学性质会发生显著变化.Cu_3N在较低温度下会分解为Cu和N_2.介绍了Cu_3N的制备方法,总结了该膜制备方法和工艺参数对薄膜结构的影响,分析了在不同N_2分压下薄膜由(111)晶面转向(100)晶面择优生长和薄膜定向生长的原因,讨论了薄膜的电学、光学、热学等物理性质及其在相关方面的应用,并对该膜的物理性质与结构之间的关系作了简要分析.     

Si基ZnO缓冲层溅射Ga2O3氨化反应生长GaN薄膜

利用射频磁控溅射法在Si（111）衬底上先溅射ZnO缓冲层,再溅射Ga2O3薄膜,然后在开管炉中分别以850℃,900℃,950℃和1 000℃等温度及常压下通氨气进行氨化,反应生长GaN薄膜.利用该方法制备的GaN薄膜是沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿多晶结构,并且随着氨化温度的升高,GaN向棒状和线状形态生长.     

基片温度对反应射频磁控溅射法制备掺杂CeO2电解质薄膜的影响

利用Gd/Ce镶嵌复合靶、采用反应射频磁控溅射技术制备了Gd2O3掺杂CeO2(GDC)氧离子导体电解质薄膜,重点探讨了基片温度对薄膜物相结构、沉积速率及生长形貌的影响.分析结果表明,不同温度下制备的薄膜中,立方面心结构GDC固溶体相占主导,同时存在少量体心立方结构Gd2O3中间相;GDC薄膜的生长取向随基片温度而变化,200℃时,无择优取向,500℃时薄膜呈现(220)织构,700℃则为(111)择优取向;薄膜沉积速率随基片温度呈阶段性规律变化,(220)方向择优生长越显著,沉积速率越高,薄膜粗糙度越大;AFM分析表明,薄膜为岛状生长,随温度升高,表面生长岛尺寸增大,岛密度变小.     

Reactive DC Magnetron Sputtering Deposition of Copper Nitride Thin Film

Copper nitride thin film was deposited on glass substrates by reactive DC （direct current） magnetron sputtering at a 0.5 Pa N2 partial pressure and different substrate temperatures. The as-prepared film, characterized with X-Ray diffraction, atomic force microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy measurements, showed a composed structure of Cu3N crystallites with anti-ReO3 structure and a slight oxidation of the resulted film.The crystal structure and growth rate of Cu3N films were affected strongly by substrate temperature. The preferred crystalline orientation of Cu3N films were （111） and （200） at RT, 100℃. These peaks decayed at 200℃ and 300℃ only Cu （111） peak was noticed. Growth of Cu3N films at 100℃ is the optimum substrate temperature for producing high-quality （111） Cu3N films. The deposition rate of Cu3N films estimated to be in range of 18-30 nm/min increased while the resistivity and the microhardness of Cu3N films decreased when the temperature of glass substrate increased.     

Reactive Magnetron Sputtering of CN_x Thin Films on β-Si_3N_4 Substrates

Carbon nitride CN. thin films have been deposited on polycrystalline β-Si3N4 substrates by un-balanced magnetron sputtering in a nitrogen discharge. Both the film deposition rate and the nitrogen concentration decrease with substrate temperature increase in the range of 100~400℃The maximum of nitrogen content is 40 at. pct. Raman spectroscopy and atomic force mi-croscopy were used to characterize the bonding, microstructure and surface roughness of the films. Nanoindentation experiments exhibit a higher hardness of 70 GPa and an extremely elas-tic recovery of 85% at higher substrate temperature.     

PECVD下基底温度对SiC薄膜形态、成分及生长速度的影响

在单晶Si和多晶Cu基底表面上使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积了SiC薄膜. 通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及扫描电子显微镜(SEM)研究基底温度对SiC薄膜成分、结构及生长速度的影响规律。结果表明: 在60~500℃基底温度下制备的SiC薄膜均为非晶态薄膜, 薄膜的生长速度随基底温度的升高而线性降低, 并且在相同沉积条件下, 薄膜在Si基底上的生长速度要高于Cu基底。此外, 薄膜中的硅碳原子比随基底温度的升高而降低, 当基底温度控制在350℃左右时, 可以获得硅碳比为1:1较理想的SiC薄膜。     

气体流量比对反应溅射Si3N4薄膜的影响

利用射频磁控反应溅射法，以高纯Si为靶材，高纯N2气为反应气体，在Si衬底上制备出了Si3N4薄膜，研究了气体流量比对薄膜质量的影响。结果表明，薄膜的沉积速率主要与气体的流量比有关，随着气体流量比的增加，沉积速率下降，靶面的溅射由金属模式过渡到氮化物模式；薄膜中N／Si的原子比增加；红外吸收谱的Si—N键的振动峰向标准峰逼近。     

La-doped Copper Nitride Films Prepared by Reactive Magnetron Sputtering

Copper nitride film (Cu3N) and La-doped copper nitride films (LaxCu3N) were prepared on glass substrates by reactive magnetron sputtering of a pure Cu and a pure La targets under N2 atmosphere. The results show that La-free film was composed of Cu3N crystallites with anti-ReO3 structure with (111) texture. The formation of the LaxCu3N films is affected strongly by La, and the peak intensity of the preferred crystalline [111]-orientation decreases with increasing the concentration of La. High concentration of La may prevent the formation of the Cu3N from crystallization. Compared with the Cu3N films, the resistivity of the LaxCu3N films have been decreased.     

N掺杂Cu2O薄膜的低温沉积及快速热退火研究

采用氧化亚铜(Cu_2O)陶瓷靶,利用射频磁控溅射沉积法在氮气和氩气的混合气氛下制备了N掺杂Cu_2O(Cu_2O∶N)薄膜,并在N_2气氛下对薄膜进行了快速热退火处理,研究了N_2流量和退火温度对Cu_2O∶N薄膜的生长行为、物相结构、表面形貌及光电性能的影响。结果显示,在衬底温度300℃、N_2流量12sccm条件下生长的薄膜为纯相Cu_2O薄膜;在N_2气氛下对预沉积薄膜进行快速热退火处理不影响薄膜的物相结构,薄膜的结晶质量随退火温度(450℃)的升高而显著改善;快速热退火处理能改善薄膜的结晶质量和缺陷,降低光生载流子的散射,增强载流子的传输,预沉积Cu_2O∶N薄膜经400℃退火处理后展示出较好的电性能,薄膜的霍尔迁移率(μ)为27.8cm~2·V~(-1)·s~(-1)、电阻率(ρ)为2.47×10~3Ω·cm。研究表明低温溅射沉积和快速热退火处理能有效改善Cu_2O∶N薄膜的光电性能。     

A three-step process for epitaxial growth of (111)-oriented C60 films on alkali–halide substrates

Epitaxial (111)-oriented C₆₀ films have been grown on alkali–halide substrates, KCl (100), KBr (100) and NaCl (100) by a three-step process: (1), substrate surface cleaning by high temperature heating; (2), initial deposition with a low deposition rate to grow two or three monolayers (ML); and (3), deposition with a high deposition rate to grow a film with expected thickness. It was found that (111)-oriented epitaxial C₆₀ films could be grown at low temperatures in a wide temperature range, from 40 to 120°C. By this three-step process, we can also grow epitaxial C₆₀ films at deposition rates as high as 35 Å/min.     

磁控溅射沉积Cu-W薄膜的特征及热处理的影响

采用磁控共溅射法制备含钨1.51%~14.20%(原子分数,下同)的Cu-W合金薄膜,并用EDX、XRD、SEM、显微硬度仪和电阻仪研究了其成分、结构及性能。结果表明,添加W可显著细化Cu-W薄膜基体相晶粒,晶粒尺寸随W含量的增加而减小,Cu-W薄膜呈纳米晶结构。Cu-W薄膜中存在W在Cu中形成的fcc Cu(W)非平衡亚稳过饱和固溶体,固溶度随W含量的增加而提高,最大值为10.65%。与纯Cu膜对比发现,薄膜的显微硬度和电阻率总体上随W含量的增加而显著增大。经200℃、400℃及650℃热处理1h后,Cu-W薄膜基体相晶粒长大,EDX分析显示晶界处出现富W第二相;薄膜显微硬度降低,电阻率下降,降幅与退火温度呈正相关。添加W引起的晶粒细化效应以及退火中基体相晶粒度增大分别是Cu-W薄膜微观结构和性能形成及演变的主要原因。