反应磁控溅射法制备Zn3N2薄膜的工艺研究

制备和研究高质量的Zn3N2薄膜有助于拓展新型薄膜材料体系。文章采用反应磁控溅射技术,研究不同的溅射功率、N2-Ar流量比、衬底类型和衬底温度等沉膜工艺对Zn3N2薄膜结晶质量的影响;采用XRD、SEM和AFM等测试手段,分析Zn3N2薄膜的微结构和表面形貌。结果表明:几种衬底上,以石英玻璃作衬底沉积的Zn3N2薄膜晶粒尺寸较大,衍射峰较强,且为多晶向薄膜;当N2-Ar流量比提高时,Zn3N2薄膜为单一择优取向的结晶薄膜;衬底温度升高后,Zn3N2薄膜晶粒尺寸减小,但是单一择优取向不变;溅射功率提高后,薄膜晶粒尺寸增大,择优取向改变,由单一晶向变为多晶向,以<100>晶向单晶硅作衬底可获得单一晶向Zn3N2薄膜,而以<111>单晶硅作衬底制备的Zn3N2薄膜经XRD测试,未检测到Zn3N2晶体。     

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．     

磁控溅射法制备TiO_2薄膜的亲水性研究

利用磁控溅射法在不同条件下制备了玻璃基TiO_2薄膜样品,分别研究了衬底温度、工作气压、氧氩比等对TiO_2薄膜亲水性的影响,得到最佳工艺参数,并对此参数下薄膜的亲水性、均匀性、晶相等进行了表征。     

直流磁控溅射制备铝薄膜的工艺研究

在氧化锆球体上用机械球磨法制备铝膜,采用SEM和EDS观察铝膜的显微形貌及成分,分析了铝涂层的形成过程,运用L₉(3⁴)正交试验研究了球磨时间、球磨转速和球料比等工艺参数对膜厚的影响规律。结果表明：球磨转速、球磨时间、球料比影响膜厚的极差依次减小;以球磨时间10 h、转速250 r/min、球料比7∶ 1参数制备的铝膜最厚,达到了50 μm,且铝膜结构较致密,含氧量低、纯度高,与氧化锆球体机械结合良好。     

磁控溅射法制备CeO2-TiO2紫外吸收薄膜

采用射频磁控溅射在玻璃基片上沉积具有紫外吸收CeO2-TiO2混和薄膜。通过制备一系列不同物质的量浓度比的，n（CeO2）：n（TiO2）靶材（1．0：0，0．90：0．10，0．80：020，0．70：0．30，0．60：0．40，0．50：0．50，0．40：0．60，0．30：0．70，0．20：0．80，0．10：0．90，0：1．0），研究其紫外吸收性能最佳的物质的量浓度比：TiO2加入CeO2后，改变CeO2的结晶状态并提高UV吸收．采用Raman和XPS表征薄膜的特性，物质的量浓度比值在n（CeO2）：n（TiO2）=0．5：0．5，0．6：0．4时，薄膜为非晶态，并具有高的紫外吸收（98％）和可见光透过率（70％-80％）；XDS分析表明薄膜存在（F^4＋，Ce^3＋和Ti^4＋。     

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.     

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。     

直流磁控溅射制备铝薄膜工艺参数

采用直流磁控溅射法,在硅基片上制备铝薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等对薄膜的表面形貌和结构进行了分析,研究了不同工艺参数对薄膜表面形貌的影响,分析了制备铝薄膜的影响因素.分析结果表明该薄膜为纯铝薄膜,并且晶粒很小.实验得到制备铝薄膜的工艺参数为:本底真空度4.0×10-4Pa、工作真空度1.7 Pa、氩气流量20 cm3/s、工作电压300 V、工作电流1 A.     

直流磁控溅射法制备γ-Al_2O_3薄膜的介电特性

高密度储能电容器是当前研究的热点,为探究氧化铝薄膜在高密度电容器中潜在的应用,采用直流磁控溅射方法制备了氧化铝薄膜,薄膜质地均匀致密,表面平整光滑。X射线衍射谱分析表明制备的薄膜属于γ晶型的氧化铝。薄膜具有优良的介电性能,氧化铝薄膜电容器理论储能密度约为7.6 J/cm~3。     

PECVD法Tisi2薄膜的制备工艺研究

本文利用PECVD低温淀积台进行TiSi_2薄膜的制备。采用X射线衍射、俄歇分析和扫描电镜等分析手段,对所制备的TiSi_2薄膜及其氧化特性、多层膜结构和刻蚀特性进行了全面的测试分析,证明采用PECVD方法制备TiSi_2薄膜的工艺是完全可行的。     

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.     

Properties of Al-doped Copper Nitride Films Prepared by Reactive Magnetron Sputtering

Cu3N and Al Cu3N films were prepared with reactive magnetron sputtering method. The two films were deposited on glass substrates at 0.8 Pa N2 partial pressure and 100 ℃ substrate temperature by using a pure Cu and AI target, respectively. X-ray diffraction （XRD） measurements show that the un-doped film was composed of Cu3N crystallites with anti-ReO3 structure and adopted [111] preferred orientation. XRD shows that the growth of Al-doped copper nitride films （AlxCu3N） was affected strongly by doping AI, the intensity of [111] peak decreases with increasing the concentration of Al and the high concentration of Al could prevent the Cu3N from crystallization. AFM shows that the surface of AlCu3N film is smoother than that of Cu3N film. Compared with the Cu3N films, the resistivities of the Al-doped copper nitride films （AlxCu3N） have been reduced, and the microhardness has been enhanced.     

Photoluminescence properties of ZnO thin films prepared by DC magnetron sputtering

ZnO thin films were prepared by direct current（DC） reactive magnetron sputtering under different oxygen partial pressures And then the samples were annealed in vacuum at 450 ℃. The effects of the oxygen partial pressures and the treatment of annealing in vacuum on the photoluminescence and the concentration of six intrinsic defects in ZnO thin films such as oxygen vacancy（Vo）, zinc vacancy（VZn）, antisite oxygen（OZn）, antisite zinc（Zno）, interstitial oxygen（Oi） and interstitial zinc（Zni） were studied. The results show that a green photoluminescence peak at 520 nm can be observed in all the samples, whose intensity increases with increasing oxygen partial pressure; for the sample annealed in vacuum, the intensity of the green peak increases as well. The green photoluminescence peak observed in ZnO may be attributed to zinc vacancy, which probably originates from transitions between electrons in the conduction band and zinc vacancy levels, or from transitions between electrons in zinc vacancy levels and up valence band.     

沉积压力对磁控溅射Mg薄膜结构的影响

采用直流磁控溅射方法在氧化锆固体电解质表面制备了Mg金属薄膜,利用XRD和SEM研究了沉积压力（0.9～2.1 Pa）对薄膜形貌和结构的影响.结果表明：随着沉积压力的提高,薄膜结晶程度逐渐变差,晶粒尺寸减小,表面粗糙度增大;薄膜呈（002）择优生长的柱状晶结构,且随着沉积压力的提高薄膜厚度先增加后减小.     

射频磁控溅射制备的ZnMgO薄膜结构和光学性能

采用射频磁控溅射法,在石英衬底上制备了Zn1-xMgxO(x=0.00～0.16)薄膜。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计和光致发光(PL)光谱等分析了薄膜的结构、形貌和光学特性。结果表明:当x≤0.10时薄膜保持六角纤锌矿结构,而x=0.16时已出现MgO立方相;所有薄膜晶粒大小均匀,在100～150 nm之间;透光率在80%以上;薄膜带隙Eg与Mg含量呈线性关系;薄膜PL谱由较弱的紫外发光峰和较强的可见发光带组成,随Mg含量的增加紫外发光峰蓝移。     

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.     

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.     

磁控溅射技术制备织构化表面Al掺杂ZnO薄膜

以Zn-Al(Al:2wt.%)合金为溅射靶材,采用直流反应磁控溅射的方法,在普通玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜。通过对衬底温度的调制,在较高衬底温度下(～280℃),无需经过常规溅射后腐蚀工艺过程,即可获得表面形貌具有特征陷光结构的AZO薄膜,其表面呈现类金字塔状,粗糙度RMS=65.831nm。通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能,详细地研究了衬底温度对AZO薄膜性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试表明,所有样品均为多晶六角纤锌矿结构,薄膜呈(002)晶面择优生长,其表面形貌随衬底温度的不同而改变。衬底温度为200℃及其以上工艺条件下获得的AZO薄膜,在可见光及近红外范围的平均透过率大于90%,电阻率优于1.5×10-3Ωcm。     

磁控溅射法制备的不同衬底上的TiO_2薄膜

利用射频磁控溅射方法,分别在改变氧气含量和沉积时间的条件下在ITO玻璃、Si和Al/ITO玻璃衬底上沉积了TiO2薄膜,并利用拉曼光谱表征了2种条件下的TiO2薄膜的结构.研究表明：衬底材料、氧气含量以及沉积时间明显地影响了TiO2薄膜的结构.随着氧气含量的降低,沉积在ITO玻璃衬底上的TiO2薄膜由锐钛矿和金红石的混合结构转变为单一的金红石结构,而沉积在Si衬底上的TiO2薄膜的结构没有改变,并保持单一的金红石结构;随着沉积时间的增加,Al/ITO玻璃衬底上的TiO2薄膜由金红石结构转变为锐钛矿结构.     

氧分压对磁控溅射VO_2薄膜相变性能的影响

采用直流反应磁控溅射工艺在不同氧分压下制备VO2相变薄膜.分别用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、四探针方阻测量系统和分光光度计对薄膜微结构、表面形貌、电学及光学特性进行表征.测量结果表明,薄膜样品是由包含VO2相在内的多相复杂体系构成的,随着氧分压的增加,薄膜中高价态相的钒氧化物增多.所有薄膜均呈现出压应力,压应力大小随着氧分压的升高而逐渐减小.方块电阻温变结果表明,薄膜具有明显半导体-金属相变特性,相变性能随着氧分压的升高呈先增后减特征.高低温透射谱表明,薄膜具有良好红外开关特性.氧分压改变导致膜中氧空位缺陷密度和微结构变化是VO2薄膜半导体-金属相变性能改变的主因.本实验条件下,具有良好热致相变性能的VO2薄膜的最佳生长氧分压是0.04 Pa.