溅射气压对TiN薄膜的制备工艺及光学性能的影响

采用直流反应磁控溅射法,在Si（111）基底上制备氮化钛（TiNx）薄膜。研究了溅射沉积过程中腔体气压对TiNx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情况下,改变溅射气压,沉积的TiNx薄膜主要成分是立方相TiN,薄膜的结晶显示出明显的（200）择优取向。在腔体气压为0．5Pa时出现（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。在腔体气压为0．3Pa时,膜层致密均匀,没有大尺寸缺陷且光洁度好,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（达85％）,可满足光学薄膜质量方面的要求。     

磁控共溅射法制备ZrRu薄膜及其电学性能研究

扩散阻挡层的选材是Cu互连工艺研究重点之一,目前在研的阻挡层中,由两种难熔金属组成的二元合金因具有与Si反应温度高、电阻率低、结晶温度高等优点,成为一类极具应用潜力的阻挡层材料.本文通过磁控共溅射技术在p型Si单晶基底上沉积ZrRu薄膜.利用X射线光电子能谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和四点探针测试等表征手段对ZrRu...     

磁控溅射制备TiN薄膜影响因素的研究

采用磁控溅射法在硅基片表面沉积TiN薄膜,研究了溅射气压、氮气流量、氩气流量、溅射电流等溅射参数对TiN薄膜导电性能的影响.实验参数采用正交设计法选取,经模糊分析得出,所考察的因素对薄膜光催化性能的影响次序由大到小依次为溅射电流、气体流量、溅射气压.进一步研究影响最大的溅射电流对薄膜结构与电学性能的影响,结果发现:溅射电流的增大使溅射粒子的动能随之增大,薄膜生长加快;薄膜的电阻率存在最小值.     

偏压对反应磁控溅射TiN薄膜结构以及性能的影响

本文采用直流反应磁控溅射技术,以Ar和N2为反应前驱气体制备了TiN功能装饰薄膜.重点研究了衬底负偏压对沉积TiN薄膜的色泽、性能及微结构的影响.采用台阶轮廓仪、X射线衍射仪、EDS能谱仪、纳米压痕仪等分析了薄膜的粗糙度、晶相、组分、纳米硬度以及弹性模量.结果表明,采用适宜的衬底负偏压调控轰击离子能量,能够有效阻止薄膜结构中空位以及缺陷的产生,从而有效避免薄膜表面的紫黑色氧化钛的生成,有利于表面光滑的金黄色TiN薄膜制备,同时使薄膜具备更优异的力学性能.实验结果还表明基体偏压可显著影响TiN薄膜的择优生长取向:随偏压增加,薄膜由(111)晶相择优生长转变为(200)晶相的择优生长,(200)晶相的薄膜比(111)晶相薄膜具有更佳的力学性能.     

多弧离子镀TiN薄膜颜色性能的研究

用多弧离子镀技术在3Cr13不锈钢表面沉积TiN薄膜,用扫描电子显微镜和可见光分光光度计研究了大颗粒、氮气流量与靶电流对膜层颜色性能的影响及其作用规律。结果表明,大颗粒由表面结晶层、中间层和液滴层组成,大颗粒数量较少时不会影响薄膜的颜色性能。增加氮气流量,样品的反射率呈下降趋势,颜色坐标红/绿值a*和黄/蓝值b*增大,明度L*减小,彩度指数C*ab增大,色调角H*ab减小,薄膜颜色由银灰色逐渐变化为深黄色;然而,随着靶电流的增大,色调角H*ab增大,彩度指数C*ab、红/绿值a*和黄/蓝值b*减小,薄膜颜色从深黄色逐渐变为银白色。靶电流的变化改变了膜层中钛和氮的原子比,可对氮气流量的变化起到补偿作用。     

Al掺杂ZnO薄膜的射频磁控溅射工艺与光电性能研究

用射频磁控溅射法制备Al掺杂ZnO(ZAO)薄膜,研究溅射与真空退火工艺对ZAO薄膜的显微结构及光电性能的影响.采用X射线衍射(XRD)对ZAO薄膜的显微结构进行了测试分析,用四探针测试仪、紫外-可见分光光度计对ZAO薄膜的光电性能进行了测试分析.结果表明:随溅射时间的增加,样品由非晶态向晶态转变,同时也出现(002)择优取向强弱的变化.退火提高了溅射时间较长的薄膜的结晶质量.溅射时间的增加使溅射态ZAO薄膜的光学带隙变窄,但退火处理则使光学禁带宽度增大.溅射时间的增加以及退火处理均使薄膜的透光率稍有下降,但所有ZAO薄膜的透光率均在90%.以上.薄膜的电阻率随溅射时间的增加先降低.后稍有回升.退火使薄膜的电阻率显著降低,当溅射时间为60min时退火后薄膜的电阻率达到最低值,为9.4 ×10-4Ω·cm,其方块电阻低至18.80Ωl/□.     

磁控溅射法制备NiZnCo铁氧体磁性薄膜的工艺研究

采用磁控溅射在硅晶基体上制备NiZnCo铁氧体磁性薄膜,研究了溅射功率对溅射(沉积)速率和微观形貌的影响规律:随着溅射功率由80W增大到150W,薄膜的沉积速率增大;薄膜却由整齐均匀分布的小颗粒状向片状结构变化,分布也不均匀,晶粒明显长大.由此确定最佳溅射功率为120 W,薄膜的微观形貌最理想,溅射(沉积)速率也很快.     

中频磁控溅射制备氧化钨薄膜及电致变色性能研究

采用中频磁控溅射方法,在氧化铟(ITO)玻璃上采用氧化钨(WO3)陶瓷靶沉积薄膜,研究溅射气压对WO3薄膜结构与光学性能的影响规律,并对其电致变色行为进行了探讨.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了WO3薄膜的成分结构和表面形貌,紫外可见分光光度计和电化学工作站对薄膜的光调制性能、电致变色伏安特性、...     

射频磁控溅射对PET基材制备铝薄膜的性能影响

针对传统制铝技术,为提高膜层结合力、阻隔性,采用射频磁控溅射镀铝工艺,制备纯铝高阻隔性膜层,在PET塑料薄膜表面沉积纯铝的实验.通过对射频电源功率和溅射气压等参数的改变,探究射频功率、溅射气压对薄膜结合力、阻隔性的影响.结果表明:薄膜沉积过程中的射频功率和溅射气压对磁控镀铝薄膜性能影响较大,在一定的溅射压力下,膜层的结...     

Morphology of TiN thin films grown on SiO2 by reactive high power impulse magnetron sputtering

Thin TiN films were grown on SiO₂ by reactive high power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) at a range of temperatures from 45 to 600 °C. The film properties were compared to films grown by conventional dc magnetron sputtering (dcMS) at similar conditions. Structural characterization was carried out using X-ray diffraction and reflection methods. The HiPIMS process produces denser films at lower growth temperature than does dcMS. Furthermore, the surface is much smoother for films grown by the HiPIMS process. The [200] grain size increases monotonically with increased growth temperature, whereas the size of the [111] oriented grains decreases to a minimum for a growth temperature of 400 °C after which it starts to increase with growth temperature. The [200] crystallites are smaller than the [111] crystallites for all growth temperatures. The grain sizes of both orientations are smaller in HiPIMS grown films than in dcMS grown films.     

磁控溅射硅钼薄膜的抗氧化性能研究

用射频磁控溅射法在单晶Si基体上制备了硅钼薄膜,对薄膜进行真空退火处理以及高温氧化实验,借助SEM和X射线衍射仪(XRD)等仪器对退火前后的薄膜以及高温氧化后的薄膜进行了分析。结果表明沉积态的硅钼薄膜为非晶态,高温真空退火使薄膜由非晶态转变为晶态,致密的复合氧化物是硅钼薄膜具有良好的抗氧化性能的主要原因。     

射频磁控溅射制备硼碳氮薄膜

采用射频磁控溅射技术,用六角氮化硼和石墨为溅射靶,以氩气(Ar)和氮气(N2)为工作气体,在Si (100)衬底上制备出硼碳氮薄膜.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对样品结构、组分进行了分析.结果表明,样品的组成原子之间实现了原子级化合,且薄膜为乱层石墨结构.样品中B、C、N的原子比近似为1:1:1.     

HTSC thin film growth by inverted cylindrical magnetron sputtering

Inverted cylindrical magnetron sputtering (ICM) is a reliable and reproducible method for the production of HTSC thin films. This allows systematic studies of film growth as a function of various deposition parameters, including film thickness, substrate material, or buffer layers. After describing in some detail the special demands on sputtering devices for HTSC thin film growth, we report the growth conditions and growth quality of 1–2–3 films of different orientation on substrates such as SrTiO₃ and MgO. Furthermore, we report on the growth of buffer layers of YSZ onR-plane sapphire. Epitaxial GdBa₂Cu₃O₇ films grown on these buffer layers showed critical current densities of 3×10⁶ A/cm² at 77 K and a zero resistance transition temperature of 92.5 K.     

Ar气氛下直流磁控溅射ITO薄膜的结构和性能

采用直流磁控溅射法在低温、100%Ar的无氧气氛中制备了光电性能优良的铟锡氧化物(ITO,In2O3:SnO2=90:10,质量百分比)薄膜,详细探讨了溅射时改变氩气压强对ITO薄膜结构以及光电性能的影响.结果表明:溅射时氩气压强越小,ITO薄膜的体心立方晶型越完整,导电性越好,但对可见光透过性的影响不大.当氩气压强为0.3Pa时,溅射薄膜性能最佳,其光透过率可达92.9%,电导率为8.9×10-4Ω·cm.     

In-situ deposition of superconducting YBCO thin films by magnetron sputtering from powder target

We have used stoichiometric Y₁Ba₂Cu₃O_7–x powder as magnetron sputtering target to deposit high-quality high-T _c superconducting thin films on MgO, SrTiO₃, and ZrO₂ substrates. The zero-resistance temperatures are 86–88 K, and the 77 K zero-field critical current density is 8 × 10⁵ A/cm². The films are highlyc-axis oriented. Films deposited on 10 × 10 × 1 mm³ ZrO₂ substrates have surface resistances below 25 m at 77 K and 94 GHz. Using powder targets instead of bulk targets has the following advantages: simple and low-cost target preparation, simple target replacement, and versatility for large-area deposition.     

Ge/SiO2和Ge/ZnO/SiO2薄膜的磁控溅射制备及电学性能

采用射频磁控溅射方法以石英玻璃为衬底分别沉积制备出了Ge/SiO2和Ge/ZnO/SiO2薄膜。X射线衍射表明薄膜展示了明显的ZnO衍射峰和较弱的Ge衍射峰;傅里叶变换红外光谱曲线证明薄膜均具有各自的特征吸收峰;扫描电镜结果显示薄膜为颗粒状团簇结构,并且加入ZnO中间层可以有效的改善Ge层的质量。同时,对所得薄膜材料的电流-电压性能进行了研究,结果发现,Ge/SiO2薄膜的I-V曲线拟合后为斜线,相当于电阻;ZnO/SiO2薄膜为直线,可以认为是绝缘体;Ge/ZnO/SiO2薄膜在-10～10V之间电流电压呈线性关系,其电阻比Ge/SiO2薄膜小,当电压值超过15V之后,电流急剧增加而迅速使薄膜击穿,薄膜导通。     

射频磁控溅射制备TiO2-xNx薄膜及其光催化特性研究

利用射频磁控溅射在玻璃衬底上制备了透明TiO2 和 TiO2-x Nx 薄膜样品,通过 X 射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)及 UV Vis分光光度计等测试手段表征了样品的结构、形貌和光催化性能。结果表明制备的薄膜为锐钛矿相结构。随着 N2/Ar气流比的增大薄膜样品出现新的物相,吸收光谱向可见光方向展宽,在N2/Ar流量比为 3∶100 时,制备的薄膜在可见光区具有很好的光催化性能。     

反应磁控溅射法制备厚度均匀分布超高导电性TiN电极薄膜

微电子器件的迅速发展对TiN电极薄膜电阻率、表面粗糙度以及厚度均匀性均提出了更高的要求。本文采用半导体工艺兼容的反应磁控溅射技术在单晶硅上制备TiN薄膜。通过XRR、GIXRD、四探针测试仪和AFM等表征手段系统研究了衬底偏压、工作气压和溅射电源对薄膜晶体结构和电阻率的影响规律。结果表明,当采用直流电源进行溅射镀膜时,在-200 V的衬底偏压和0.3 Pa的工作气压下,得到了沿(200)晶面择优生长、表面粗糙度为0.7 nm、电阻率为38.7 μΩ·cm 的TiN薄膜。在该工艺条件下,分别采用直流和射频电源在4英寸单晶硅衬底上制备TiN薄膜。最终采用射频电源可获得高导电性、原子级平滑且厚度均匀分布的薄膜。分析发现:在使用射频电源的放电溅射过程中,高频交变电场使放电空间的电子在电极之间震荡,产生比直流放电更有效的碰撞电离,因此射频磁控溅射比直流磁控溅射沉积的薄膜更致密。