矩形平面磁控溅射装置薄膜沉积仿真

薄膜厚度沿矩形靶长度方向分布的均匀度是衡量矩形平面磁控溅射装置镀膜质量的重要指标。为了分析气压和靶基板间距对该指标的影响,本文采用Monte Carlo方法,在假设靶材沿跑道均匀刻蚀的前提下,对靶材原子沉积过程进行了计算机仿真。模型假设靶材原子出射能量满足Thompson分布,出射角度以余弦定律处理;假设背景气体速度为麦克斯韦分布,并采用舍选法对各个速度分量进行了抽样;应用可变硬球模型对碰撞过程进行了处理。通过仿真发现,随着气压增大,尽管薄膜的均匀度越好,但是靶材原子到达基板的能量会降低;而靶与基板间距越大,薄膜的均匀度和靶材原子到达基板的能量都会降低。另外,通过对矩形靶端部磁场改进,可以削弱靶材的反常刻蚀现象,在提高靶材利用率的同时,可以有效提高薄膜均匀度。     

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。     

纳米硅薄膜及磁控溅射法沉积

纳米硅薄膜具有卓越的光学和电学特性,其在光电器件方面潜在的应用越来越引起人们的兴趣.讨论了用磁控溅射法制备纳米硅薄膜的微观机理及沉积参数对薄膜结构和性能的影响.其中,氢气分压、基片温度、溅射功率是磁控溅射法沉积纳米硅的关键参数,适当的温度、较高的氢气分压和较低的溅射功率有利于纳米硅的生成.     

直流反应磁控溅射法淀积ZrN薄膜

采用直流反应磁控溅射法淀积ＺｒＮ薄膜，发现在晶向硅片上ＺｒＮ薄膜按晶向生长。控制生长工艺可以获得ＺｒＮ晶向的外延生长膜。     

直流反应磁控溅射法制备VO_2薄膜

VO2是一种相变材料.发生相变时,VO2的电阻、透过率、反射率都会发生显著的变化;反应磁控溅射法是制备VO2薄膜的一种比较理想的方法.文中,重点讨论氧氩气质量流量比m(O2)/m(Ar)、基片温度以及沉积后薄膜的退火处理对制备薄膜成分、结构和性能的影响.通过分析得出m(O2)/m(Ar)比在113和112间具有较高的VO2含量;基片温度在250℃时具有较佳的VO2结晶特性;450 ℃保持2 h的真空退火处理可以改变薄膜成分和结构,使高价的V2O5薄膜还原到四价的VO2,且明显减少薄膜的氧缺陷,提高氧原子的含量,减少空洞,增加晶粒尺寸提高膜的致密度.     

直流反应磁控溅射法注积ZrN薄膜

采用直流反应磁控溅射法淀积ZrN薄膜发现在（100）晶向硅片上ZrN薄膜按（111）晶向生长，控制生长工艺可以获得ZrN（111）晶向的外延生长膜．     

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。     

衬底温度对直流磁控溅射法沉积ZnO∶Ti薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射工艺,在石英玻璃衬底上沉积出了具有高度C轴择优取向的掺Ti氧化锌(ZnO∶Ti,TZO)透明导电薄膜。研究了衬底温度对TZO薄膜应力、结构和光电性能的影响。结果表明,衬底温度对TZO薄膜的结构、应力和电阻率有重要影响。TZO薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜。在衬底温度为100℃时,实验获得的TZO薄膜电阻率具有最小值2.95×10-4Ω.cm,400℃时薄膜出现孪晶,随着温度的升高,薄膜应力具有减小的趋势。实验制备的TZO薄膜附着性能良好,可见光区平均透过率都超过91%。     

直流磁控溅射沉积WO3薄膜电致变色性能研究

以金属钨为靶材,采用直流反应磁控溅射方法,在玻璃上制备电致变色WO3薄膜.利用X射线衍射(XRD)方法对薄膜的结构进行了分析,得出了WO3薄膜的沉积工艺.制备了WO3/TTO/Glass电致变色器件,并对其性能进行了研究.结果表明在Li+注入前后,薄膜的透射率平均变化约50%,具有较好的可逆变色特性;Li+注入后,WO3薄膜中的一部分W6+变为W5+,转化比例约为25%.     

平面射频磁控溅射法制备YSZ薄膜及性能

研究了应用射频磁控溅射法在不同基板上制备ＹＳＺ薄膜和工艺条件对其微观结构的影响。结果表明,在清洁的基板上制备的ＹＳＺ 薄膜经６００ ℃以上热处理后,薄膜表面致密均匀,无裂纹,薄膜与基板的结合紧密。薄膜具有较高的电导率,完全可以作为固体电解质使用。     

磁控溅射法沉积纳米Cu薄膜的性能研究

采用卷绕型磁控溅射设备在涤纶(PET)针刺毡表面沉积了纳米结构Cu薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)对薄膜的组分和结晶状态进行了分析,用原子力显微镜(AFM)分析了不同溅射工艺参数对纳米Cu薄膜微观结构和颗粒直径的影响,并较为系统地分析了溅射功率、工作气压和沉积时间对镀铜PET针刺毡导电性能的影响。结果表明,增大溅射功率,镀铜PET针刺毡导电性和Cu膜均匀性变好,但应控制在6kW以下;随工作气压的增大,薄膜方块电阻先减小后增大,薄膜厚度更加均匀;随着沉积时间的延长,Cu粒子的直径增大,Cu膜的导电性和均匀性明显变好。     

射频磁控溅射法沉积SiC-Al薄膜的摩擦特性

利用射频法非平衡磁控溅射设备在钛合金板上沉积了非晶态SiC-Al薄膜。为了降低薄膜的摩擦系数,在薄膜中添加Al原子,同时Al也被选择为中间过渡材料来提高界面结合强度和防止界面氧化。研究结果表明:薄膜摩擦系数随着Al原子含量的增加而先减后增,并在Al含量为0.97%时达到最小值。SiC-Al薄膜对SiC和Al2O3陶瓷材料的摩擦系数比对不锈钢材料的摩擦系数低,但它与SUJ2轴承钢之间的摩擦系数最低,在0.04~0.07之间。当把Al作为中间过渡材料时,SiC-Al薄膜的破坏寿命达到了20000循环以上,明显改善了薄膜的界面结合强度;当Al中间过渡层的厚度超过0.2μm以上时,薄膜破坏表现为磨损而不发生剥离现象。另外,薄膜的耐磨强度随着Al含量的增加有所增强。     

直流反应磁控溅射制备氧化铅薄膜

通过直流反应磁控溅射的方法制备了氧化铅薄膜，并通过XRD和紫外-可见光（UV-Vis）吸收谱对薄膜的晶体结构和光学性能进行了表征。我们发现，直流反应磁控溅射金属铅靶可以形成三种氧化铅薄膜，即非晶态PbO，正交晶系的β-PbO，以及四方晶系的Pb3O4。X射线衍射结果表明，衬底温度和氧气流量对薄膜的生长有很大的影响。当衬底温度小于300℃时，薄膜呈非晶状态，当衬底温度超过300℃时，薄膜开始结晶。另外，氧气流量的改变引起薄膜晶体结构的明显变化。当氧气流量较小时，薄膜为立方相结构的PbO；随着氧气流量的增加，薄膜的晶体结构发生改变，生成四方相结构的Pb3O4的薄膜。UV-Vis吸收谱测试结果表明，不同条件下制备的氧化铅薄膜的UV-Vis吸收谱明显不同。     

直流磁控溅射技术制备TiNxOy薄膜

利用直流磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了TiNxOy薄膜样品。发现薄膜的颜色、晶体结构、光学性质等都强烈依赖于反应气体的流量。利用光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、UV—Vis分光光度计、扫描电子显微镜（SEM）等测试手段对样品进行表征。结果表明：随着O2流量的逐步增加,薄膜逐渐呈现非晶态,晶粒逐渐变小。薄膜结构从TiN到TiNxOy再向TiO2过渡。透射光谱显示从TiN的不透明逐渐增加到透明度为80％,且吸收阈发生蓝移。     

室温直流磁控溅射氮化钛薄膜研究

利用直流磁控溅射在室温下沉积出性能优良的氮化钛薄膜,研究了N2流量和偏压对氮化钛薄膜性能和结构的影响,并采用扫描隧道显微镜(STM)技术对其表面形貌进行了较为详细的研究.结果表明,随着N2流量的增加,薄膜的结构从四边型混合结构转变为面心立方 NaCl型结构,最后变为无定型结构,薄膜结构的变化也使薄膜的硬度随之发生变化;施加负偏压不仅能让薄膜中缺陷减少,使膜层变得更致密,而且还能优化氮化钛晶粒,从而获得性能优良的薄膜.从TiN薄膜的表面形貌图可知,薄膜表面平整,缺陷很少,晶粒排列非常致密,且空位及表面缺陷较少.     

直流磁控溅射对异形工件内表面沉积薄膜性能的影响

对于表面形状复杂的异形工件,在薄膜沉积过程中由于受到阴影效应的影响,将会造成薄膜厚度的不均匀以及表面性能和结构的差异,工件在应用过程中容易导致表面失效,降低其使用寿命。为了在异形工件表面获得厚度均匀的薄膜,本文采用直流磁控溅射镀膜方式和单一因素变量法,在不同的工作气压、衬底温度下对异形工件内表面进行薄膜的制备。使用台阶仪、扫描电镜,分别对所制备薄膜进行厚度均匀性和表面形貌检测。结果显示:在一定的工作气压和衬底加热温度范围内,通过改变工艺参数对提高沉积薄膜厚度的均匀性与表面质量是有效的。随着工作气压的逐渐增加,工件内表面的Au膜厚度均匀性升高,当工作气压提升至1.5 Pa时,薄膜厚度均匀性达到±3%;当衬底温度提升至400℃时,沉积薄膜厚度均匀性达到±5%,并且薄膜表面平整、无裂纹。     

直流磁控溅射法制备掺钛氧化锌透明导电薄膜

采用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出高质量的掺钛氧化锌(ZnO:Ti)透明导电薄膜,研究了溅射功率对ZnO:Ti薄膜结构、形貌和光电性能的影响,结果表明,溅射功率对ZnO:Ti薄膜的结构和电阻率有显著影响.XRD表明,ZnO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向.当溅射功率为130W时,实验制备的ZnO:Ti薄膜的电阻率具有最小值9.67×10~(-5)Ω·cm.实验制备的ZnO:Ti薄膜具有良好的附着性能,可见光区平均透过率超过91%.ZnO:Ti薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极.     

超高真空磁控溅射法沉积铀薄膜及其表面状态

铀薄膜有助于原子参数的测试研究,目前对铀薄膜研究的报道较少.利用超高真空磁控溅射法在单晶Si片上制备了铀薄膜.通过扫描电子显微镜(SEM)对铀薄膜的表面形貌进行了观察,利用X射线光电子能谱仪(XPS)及X射线衍射仪(XRD)对铀薄膜的表面结构及元素状态进行了分析和表征.结果表明:铀薄膜呈片状式生长,比较致密、连续,表面由铀及氧化铀组成,之下为纯铀.