纳米Mo膜的光学特性及最小连续膜厚研究

利用Lambda-900分光光度计，在波长为310～1250nm范围内测量了离子束溅射沉积不同厚度纳米Mo膜的反射率和透射率。选定波长为310nm，350nm，400nm，500nm，550nm，632nm，800nm，1200nm时对薄膜的反射率、透射率和吸收率随膜厚变化的关系进行了讨论。实验结果显示，纳米Mo膜的光学特性有明显的尺寸效应。提出将薄膜对光波长为550nm时的反射率和透射率随Mo膜厚度变化关系的交点对应的厚度作为特征厚度，该厚度可认为是纳米Mo膜生长从不连续膜进入连续膜的最小连续膜厚。利用原子力显微镜(AFM)观测膜厚在15．76nm时的表面形貌，此时表面形貌已呈现连续膜的特征。     

氧化硅薄膜的制备和性质研究

在室温条件下,采用反应磁控溅射方法,在硅衬底上制备氧化硅薄膜.研究了制备过程中不同氧气含量时氧化硅薄膜的生长速率、薄膜中的O/Si原子比例、表面粗糙度、薄膜的介电性能.发现薄膜的生长速率和介电常数随溅射时氧气含量的增加先增大后减小;薄膜中的O/Si原子比例随氧气含量的增加先增大,后来变化不明显,且很难达到或超过理想比例(2∶1);薄膜的粗糙度随氧气含量的增加先减小,后来基本保持不变.     

磁控溅射功率对光学氧化钒薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射法制备氧化钒(VOx)薄膜,研究溅射功率对氧化钒薄膜结构、光学及力学性能的影响。利用表面轮廓仪、X射线衍射仪、原子力显微镜、分光光度计、椭偏仪及纳米压痕仪分析在不同溅射功率下制备的氧化钒薄膜的沉积速率、物相结构、表面形貌、紫外-近红外光透射率、折射率、吸光度以及硬度和弹性模量。结果表明,各功率参数下沉积的氧化钒薄膜的光透射率基本都大于80%,属于弱吸收透明膜。随溅射功率的增大,薄膜的沉积速率、硬度和可见光范围内的折射率都单调增大,而表面粗糙度则出现先增大后减小的变化。溅射功率对薄膜的晶体结构也有一定的影响。     

椭圆偏振研究溅射气压对锰膜光学性质的影响

采用射频磁控溅射技术在Si(111)基片上制备金属锰膜,用椭圆偏振光谱在2.0~4.0 e V光子能量范围内研究了溅射压强对锰膜光学性质的影响.分别用德鲁得-洛伦兹模型以及有效介质模型对椭偏参数进行拟合,结果表明随压强增大薄膜致密度先增大后减少;折射率随压强增大先减少后增大;而消光系数随压强的变化与光子能量有关,在低能量区变化复杂,高能量区随压强增加与折射率规律一致.分析表明上述变化与薄膜的致密度密切相关.     

磁控溅射方法制备(CoCr/Pt)20纳米多层膜及表征

采用磁控溅射方法制备了性能优良的以Pt为缓冲层的(CoCr/Pt)20纳米多层膜,研究了溅射气压对(CoCr/Pt)20纳米多层膜的微结构和磁性的影响. 结果表明，Ar溅射气压对(CoCr/Pt)20纳米多层膜的微结构、垂直磁各向异性和矫顽力有很大的影响. 所有样品的有效各向异性常数Keff＞0，具有垂直磁各向异性. X射线衍射结果显示，小角衍射峰很锐，样品有良好的周期性层状结构. 随着Ar溅射气压增加，样品垂直膜面的矫顽力增加,但样品有效磁各向异性常数减小. 原子力显微镜照片显示，随着Ar溅射气压增加，其表面平均晶粒尺寸和粗糙度均增加，这是导致多层膜的垂直矫顽力增加和有效磁各向异性常数减小的因素.     

磁控溅射300 nm铜膜的电学性能研究

采用射频磁控溅射方法,在不同的基片温度Ts和偏压Us条件下淀积300 nm厚的Cu膜,用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、四点探针电阻测试仪,研究了薄膜的表面形貌和电阻率。结果表明:Cu膜的表面粗糙度和电阻率随工艺参数的改变而变化。随着Ts的升高,薄膜表面粗糙度Rrms与电阻率ρ均经历了先减小再增加的过程,在Ts<373 K时,表面扩散导致薄膜表面平滑,而当Ts>373 K时,晶粒长大诱导表面粗化;当Ts<673 K时,ρ随着Ts的增加而不断减小,但是,当Ts>673 K时,晶粒发生团聚而造成其几何形态和分布方式改变,进而导致ρ异常增加。随着Us的增加,Rrms呈现出先降低再增加的趋势,而ρ则逐渐递减。     

磁控溅射方法制备(CoCr/Pt)20纳米多层膜及表征

采用磁控溅射方法制备了性能优良的以Pt为缓冲层的(CoCr/Pt)20纳米多层膜,研究了溅射气压对(CoCr/Pt)20纳米多层膜的微结构和磁性的影响.结果表明,Ar溅射气压对(CoCr/Pt)20纳米多层膜的微结构、垂直磁各向异性和矫顽力有很大的影响.所有样品的有效各向异性常数Ke.＞0,具有垂直磁各向异性.X射线衍射结果显示,小角衍射峰很锐,样品有良好的周期性层状结构.随着Ar溅射气压增加,样品垂直膜面的矫顽力增加,但样品有效磁各向异性常数减小.原子力显微镜照片显示,随着Ar溅射气压增加,其表面平均晶粒尺寸和粗糙度均增加,这是导致多层膜的垂直矫顽力增加和有效磁各向异性常数减小的因素.     

电子束蒸发SiO2薄膜残余应力在不同湿度环境下的对比

采用电子束蒸发方法在BK7基底上制备SiO2单层膜,通过台式探针轮廓仪分别测量了大气(45%RH)和干燥环境(5%RH)中不同沉积温度下制备的SiO2单层膜残余应力,同时使用分光光度计和原子力显微镜对样品的折射率和表面形貌进行研究。测试结果表明:SiO2薄膜的残余应力在两个环境中均表现为压应力,且随沉积温度的升高均逐渐增大。干燥环境下与大气环境相比,应力值减小了约100MPa。此外,随沉积温度的升高,薄膜折射率不断增大,表面粗糙度逐渐减小。说明:随着沉积温度的变化,SiO2薄膜的微结构发生了改变。相应地,由水诱发的应力随薄膜致密度的增加而逐渐减小。     

5083铝合金阳极氧化膜激光清洗工艺研究

采用纳秒脉冲光纤激光器对5083铝合金阳极氧化膜进行清洗，对清洗试样的表面形貌、表面粗糙度、元素组成和含量、清洗率及清洗机制等进行分析。研究表明，脉冲频率影响扫描振镜方向的光斑搭接率，激光行进速度影响清洗方向的光斑搭接率，在过高的激光能量下清除氧化膜时会造成基体二次氧化。工艺参数对表面粗糙度的影响规律不同，表面粗糙度随单脉冲能量的增加先增大后减小，随脉冲频率的增加出现两次先减小后增大，随激光行进速度的增加先增大后减小再增大。当单脉冲能量为100 mJ、脉冲频率为9.67 kHz、扫描振镜速度为4000 mm/s、激光行进速度为6.5 mm/s时，5.27μm厚的氧化膜几乎被清洗干净，表面粗糙度为Sa=0.608μm，优于机械打磨表面粗糙度（1.18μm），清洗率达97.14%，与参数优化前相比清洗率提升了2.43%。激光清除5083铝合金氧化膜的机制为热烧蚀、弹性振动剥离和孔洞爆破。     

磁控溅射方法制备(CoCr/Pt)20纳米多层膜及表征

采用磁控溅射方法制备了性能优良的以Pt为缓冲层的(CoCr/Pt)20纳米多层膜,研究了溅射气压对(CoCr/Pt)20纳米多层膜的微结构和磁性的影响.结果表明,Ar溅射气压对(CoCr/Pt)20纳米多层膜的微结构、垂直磁各向异性和矫顽力有很大的影响.所有样品的有效各向异性常数Ke.＞0,具有垂直磁各向异性.X射线衍射结果显示,小角衍射峰很锐,样品有良好的周期性层状结构.随着Ar溅射气压增加,样品垂直膜面的矫顽力增加,但样品有效磁各向异性常数减小.原子力显微镜照片显示,随着Ar溅射气压增加,其表面平均晶粒尺寸和粗糙度均增加,这是导致多层膜的垂直矫顽力增加和有效磁各向异性常数减小的因素.     

ZAO膜磁控溅射变参数制备技术

采用射频磁控溅射技术生长ZnO:Al(ZAO)薄膜,用X射线衍射仪检测薄膜的结晶质量。为了提高薄膜的生长效率,进行了在生长过程中调整生长参数的试验。结果发现,生长过程中适当地改变参数,不仅可以提高薄膜的生长效率,还可以获得结晶质量更好的薄膜。在工作压强0.35Pa、溅射功率120W条件下粗生长后,改变工作压强为0.2Pa、溅射功率80W进行细生长,制得的薄膜平均可见光透射率为88%,电阻率为7.8×10–4Ω·cm。     

射频溅射法生长ZnO薄膜的参数研究

以ZnO陶瓷为溅射靶材,通入纯氩气,使用射频溅射法在玻璃基片上制备ZnO薄膜,研究了气体压强、基片温度、溅射功率等对薄膜性质的影响。通过XRD及原子力显微镜(AFM)等检测得出制备C轴(002)ZAO薄膜的最佳工艺条件为:溅射压强0.4Pa;溅射功率200W;基片温度300℃。     

直流磁控溅射工艺参数对β-FeSi_2薄膜性能的影响

采用室温直流磁控溅射Fe-Si组合靶的方法,经过后续Ar气氛围退火,在单晶Si(111)衬底上生长β-FeSi2薄膜。研究了溅射功率、工作气压、Ar气流量、沉积时间等工艺参数对β-FeSi2薄膜结构特性及电学特性的影响,通过Raman、Hall、X射线衍射(XRD)等测试对其性能进行表征,对工艺参数进行了优化,在溅射功率为80W、工作气压为1.3Pa和Ar气流量为35SCCM时溅射沉积Fe-Si薄膜,不仅可以得到单一相的β-FeSi2,而且薄膜结晶质量较好。最终,在上述实验条件下制备得到的未掺杂的β-FeSi2薄膜是n型导电的,β-FeSi2薄膜中载流子浓度约为3.3×1016cm-3,迁移率为381cm2/Vs。     

溅射工艺参数对BST薄膜介电常数的影响

采用射频磁控溅射法在ITO玻璃基片上制备了约700nm的Ba0.5Sr0.5Ti03(BST)薄膜。研究了溅射功率、气压、ψ[O2/(Ar+O2)]比和基片温度对εr的影响,获得各种溅射条件下的薄膜的εr为250~310。提出了较优的工艺,即本底真空1.5×10–3Pa、靶基距6.2cm、功率300W、气压1.8Pa、ψ[O2/(Ar+O2)]为30%和衬底温度500℃,并研究了薄膜的晶相、组成和形貌。     

工艺参数对新型AgInSbTe相变薄膜反射率的影响

利用磁控溅射法制备了一种新型AgInSbTe相变薄膜。分析了溅射气压和溅射功率对非晶态和晶态相变薄膜反射率的影响,结果表明不同溅射气压、功率下制备的相变薄膜的反射率具有明显差异,阐述了引起相变薄膜反射率变化的原因,并研究了蓝光(405nm)波长处相变薄膜反射率随溅射气压和溅射功率的变化规律。     

LCP柔性基板的薄膜电阻制作技术

针对液晶聚合物(LCP)柔性基板高频电子封装应用需求,采用一种薄膜溅射工艺直接在LCP柔性基板上制作TaN薄膜电阻,研究不同等离子体预处理方式对LCP表面形貌和LCP表面薄膜金属膜层附着强度的影响,进一步研究溅射气压和氮气体积分数等参数对电阻性能的影响,考察LCP柔性基板上的TaN薄膜电阻精度及电阻温度系数(TCR),...     

Silicon Nitride Films Deposited by RF Sputtering for Microstructure Fabrication in MEMS

In the present work, we report silicon nitride films deposited by a radio- frequency (RF) sputtering process at relatively low temperatures (<260°C) for microelectromechanical system (MEMS) applications. The films were prepared by RF diode sputtering using a 3-inch-diameter Si₃N₄ target in an argon ambient at 5 mTorr to 20 mTorr pressure and an RF power of 100 W to 300 W. The influence of the film deposition parameters, such as RF power and sputtering pressure, on deposition rate, Si-N bonding, surface roughness, etch rate, and stress in the films was investigated. The films were deposited on single/double-side polished silicon wafers and transparent fused-quartz substrates. To explore the RF-sputtered silicon nitride film as a structural material in MEMS, microcantilever beams of silicon nitride were fabricated by bulk, surface, and surface-bulk micromachining technology. An RF-sputtered phosphosilicate glass film was used as a sacrificial layer with RF-sputtered silicon nitride. Other applications of sputtered silicon nitride films, such as in the local oxidation of silicon (LOCOS) process, were also investigated.     

空芯带隙型光子晶体光纤残余双折射特性研究

采用磁控溅射法, 在玻璃基底上一步沉积In₂S₃薄膜。研究了溅射功率对In₂S₃薄膜的成分、结构、表面形貌和光电性能的影响。结果表明: 所制备的所有薄膜均为β-In₂S₃, 无杂相存在, 且具有(222)面择优生长特性。溅射功率对薄膜的成分、厚度和结晶度具有明显的影响, 并因此影响薄膜的光学和电学性能。薄膜在100W沉积时最接近化学计量比, 薄膜的透过率随着溅射功率增大在500nm波段附近显著提高, 禁带宽度达到2.45eV, 同时电流密度增大两个数量级。     

Characterization of sputtered tungsten nitride film and its application to Cu electroless plating

In this study, W and tungsten nitride films were fabricated by reactive sputtering in a N₂/Ar atmosphere, the native oxide growth on the surface of the tungsten nitride films was investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It was found that tungsten nitride films were the mixture of W and W₂N sputtered in atmospheres of 3 mTorr argon and at the N₂ partial pressure from 0.1 to 2.0 mTorr. The ratio of W and W₂N in films was changed with the nitrogen partial pressure in sputtered chamber. Surface oxidations of the W film and tungsten nitride films advanced with time. Electrochemical measurement shows that all reduction-oxidation (redox) potentials of tungsten and tungsten nitrides were lower than that of copper film in electroless copper solution. And so, electroless-plated copper could be deposited on the surface of tungsten nitride films when the substrates were immersed into electroless copper plating solution without any pretreatment. Tungsten nitride films are appropriate for ULSI Cu interconnections using electroless Cu deposition.     

RF磁控溅射制备AZO透明导电薄膜及其性能

室温下采用RF磁控溅射技术在石英衬底E制备了多晶ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜,通过XRD,AFM,AES,Hall效应及透射光谱等测试研究了RF溅射功率、氩气压强对薄膜的结构、电学和光学性能的影响.分析表明:在最优条件下(溅射功率为250W,氩气压强为1.2Pa时),180nm AZO薄膜的电阻率为2.68×10-3 Ω·cm,可见光区平均透射率为90%,适合作为发光二极管和太阳能电池的透明电极.所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,晶粒问界中的O原子吸附是限制薄膜电学性能的主要因素.