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.     

磁控溅射制备铝掺杂氮化铜薄膜的结构及光电性能研究

以高纯铜和铝为靶材,氮气和氩气分别为源气体和工作气体,采用双靶共溅射磁控技术在单晶硅和石英片上制备了铝掺杂氮化铜(Cu₃N:Al)薄膜。对Cu₃N:Al薄膜的表面形貌、晶体结构、光透射性能和电学性能等进行表征、分析。研究结果表明,掺杂Al原子进入Cu₃N晶格空位;随着Al靶的直流溅射功率增大,Cu₃N:Al薄膜中Al含量增加;Al掺杂使得薄膜颗粒尺寸增大,薄膜表面变得粗糙。Cu₃N:Al薄膜表现为半导体特性,其光学带隙范围在1.41-1.80 eV;Al掺杂后,Cu₃N薄膜的光学带隙减小,其原因是掺杂Al原子改变了晶体内非平衡载流子寿命,导致薄膜的光学带隙降低。可见,通过调控Cu₃N薄膜中掺杂金属原子含量,可实现对其光电特性的调制。     

低温直流磁控溅射制备ITO薄膜工艺研究

采用低温直流磁控溅射法针对附有有机聚合物玻璃磁控镀制ITO薄膜,通过四探针、紫外可见分光亮度计对样品进行表征,研究了基底温度、溅射功率对ITO薄膜光电性能影响,试验表明:在附有有机聚合物的玻璃上低温直流磁控溅射法制备ITO薄膜,随着基底温度的增加方块电阻先下降后增加,透过率先增加后略微减少;随着溅射功率的增加,薄膜方块电阻减少,透过率降低。     

磁控溅射法制备氮化碳薄膜的研究进展

简要评述了磁控溅射法制备氮化碳(CNx)薄膜的研究进展的现状,以及磁控溅射法制备氮化碳(CNx)薄膜过程中工艺参数对薄膜的结构和性能的影响,展望了氮化碳研究的发展趋势.     

直流反应磁控溅射法制备氮化钛薄膜

研究了采用直流反应磁控溅射法制备TiN薄膜的工艺条件。研究发现：在保持其它工艺参数不变的条件下,溅射的TiN薄膜在不同温度区域存在的物相不同,薄膜的主要成分是多晶立方相TiN,240℃附近是薄膜择优取向由（111）向（200）转变的临界点。随着基底温度升高,薄膜表面粗糙度先变小后变大,沉积最佳基底温度值是330℃,该温度下薄膜的粗糙度最小,膜层致密均匀,没有大尺寸缺陷且光洁度好。     

基底温度对磁控溅射制备ZnO薄膜性能的影响

利用射频磁控溅射,在Si基底上制备了ZnO薄膜.采用电子薄膜应力分布测试仪、X射线衍射和傅立叶变换红外光谱仪等检测手段研究了基底温度对其应力、微结构及光学性能的影响.ZnO薄膜在(002)晶面具有良好的c轴取向.在基底温度为200～300 ℃范围内,ZnO薄膜具有良好的结晶性能和较均匀的应力分布.红外光谱在430cm-1附近出现了Zn-O键的振动吸收峰.     

直流磁控溅射制备PbTe薄膜

采用直流磁控溅射的方式，用PbTe靶材溅射沉积在玻璃基底上得到了PbTe薄膜，薄膜生长速率约为100nm／min，通过控制溅射时间可沉积几纳米到几微米的不同厚度的薄膜。PbTe薄膜是面心立方结构的纤维状生长的薄膜，溅射沉积时间对薄膜的晶粒大小和结构有较大影响，溅射时间越长薄膜的晶粒越大，薄膜结构越致密，具有片层状结构。得到的PbTe薄膜是富Te的P型半导体薄膜，其电阻率随着薄膜厚度的增大而减小。     

Structure, Optical Property and Thermal Stability of Copper Nitride Films Prepared by Reactive Radio Frequency Magnetron Sputtering

Copper nitride (Cu3N) films were prepared by reactive radio frequency magnetron sputtering at various nitrogen partial pressures, and the films were annealed at different temperatures. The crystal structure of the films was identified by X-ray diffraction technique. The Cu3N films have a cubic anti-ReO3 structure, and lattice constant is 0.3855 nm. With increasing nitrogen partial pressure, the Cu3N films are strongly textured with the crystal direction [100]. The atomic force microscope images show that the films presence a smooth and compact morphology with nanocrystallites of about 70 nm in size. The films were further characterized by UV-visible spectrometer, and the optical band gap of the films was calculated from the Tauc equation. The typical value of optical band gap of the films is about 1.75 eV, and it increases with increasing nitrogen partial pressure. The thermal property of the films was measured by thermogravimetry, and the decomposition temperature of the films was about 530 K.     

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.     

直流反应磁控溅射生长p型ZnO薄膜及其特性的研究

本文报道了利用直流反应磁控技术生长p型ZnO薄膜。ZnO薄膜在不同的衬底温度沉积于α Al2 O3 (0 0 0 1)衬底上 ,生长气氛为NH3 O2 中。利用X射线衍射、Hall试验和透射光谱对其性能进行研究 ,结果表明 ,ZnO薄膜为高度c轴取向 ,在 5 0 0℃的衬底温度下具有很好的结晶性能 ,而且 ,该温度下ZnO还实现了p型转变 ,电阻率为 10 3 Ω·cm ,载流子浓度 10 15cm-3 ,Hall迁移率 3 4cm2 / (V·s)。这是利用溅射技术首次制备出p ZnO薄膜。实验还表明p ZnO薄膜在可见光区域具有 90 %的高透射率 ,室温下光学带宽约为 3 2 1eV。     

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.     

直流磁控溅射ZnO薄膜的结构和室温PL谱研究

ZnO是一种新型的宽带化合化半导体材料 ,对短波长的光电子器件如UV探测器 ,LED和LD有着巨大的潜在应用。本实验研究采用直流反应磁控溅射法在硅衬底上沉积C轴择优取向的ZnO晶体薄膜 ,薄膜呈柱状结构 ,晶粒大小约为 10 0nm ,晶粒内为结晶性能完整的单晶 ,但晶粒在C轴方向存在较大的张应力。ZnO薄膜在He Cd激光器激发下有较强的紫外荧光发射 ,应力引起ZnO禁带宽度向长波方向移动 ,提高衬底温度有利于降低应力和抑制深能级的绿光发射     

射频磁控溅射制备HfLaO薄膜结构和光学性能研究

采用射频磁控溅射技术制备HfLaO薄膜, 利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的微结构, 通过紫外?可见光分光光度计测量了薄膜的透过谱, 计算了薄膜的折射率和禁带宽度, 利用原子力显微镜观察了薄膜的表面形貌. 结果表明: 沉积态HfLaO(La: 25%~37%)薄膜均为非晶态, 随着La掺入量的增加, HfLaO薄膜的结晶化温度逐渐升高, HfLaO(La~37%)薄膜经900℃高温退火后仍为非晶态, 具有优良的热稳定性, AFM形貌分析显示非晶薄膜表面非常平整. 随着 La掺入量的增加, HfLaO薄膜的透射率先降后增, 在可见光范围薄膜均保持较高的透射率(82%以上). HfLaO薄膜的折射率为1.77~1.87. 随着La掺入量的增加, HfLaO薄膜的折射率呈先增后降的变化趋势, 同时HfLaO薄膜的Eg逐渐降低, 分别为5.9eV(La~17%)、5.87eV(La~25%)、5.8eV(La~33%)和5.77eV(La ~37%).     

磁控溅射技术制备Al_2O_3掺杂ZnO透明导电膜的性能

以纯度为99.9%的98%(质量分数)ZnO、2%(质量分数)Al_2O_3陶瓷靶为溅射靶材,采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了Al_2O_3掺杂的ZnO薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见光谱仪等方法测试和分析了不同衬底温度、溅射偏压以及退火工艺对ZAO薄膜形貌结构、光电学性能的影响。结果表明,在衬底温度200℃、溅射时间30min、负偏压60V、退火温度300℃时制得的薄膜的可见光透过率为81%,最低电阻率为9.2×10~(-1)Ω·cm。     

温度对直流反应磁控溅射制备TiO2薄膜光学性质的影响

应用DC(直流)反应磁控溅射设备在硅基底上制备TiO2薄膜,在固定的电源功率下,氩气流量为42.6sccm,氧流量为15sccm,溅射时间为30分钟的条件下,通过控制温度改变TiO2薄膜的光学性质.应用n&k Analyzer 1200测量,当温度增加时薄膜的平均反射率降低同时反射低谷向长波方向移动;温度对消光系数k影响不大;当温度低于180℃薄膜的折射率变化不大,当温度达到240℃左右时薄膜的折射率明显降低.通过XRD和SEM表征发现,随着温度的增加TiO2的晶体结构由混晶变为单一的锐钛矿相,薄膜表面的颗粒由多变少,表面形貌由粗糙多孔变得细腻平滑.