衬底温度对AlN薄膜结构及电阻率的影响

采用直流反应磁控溅射法在Si(111)基片上制备了AlN薄膜,利用XRD、原子力显微镜(AFM)、电流-电压(I-V)测试仪等对不同衬底下制备薄膜的结构、形貌及电阻率等进行了分析表征。结果表明:随着衬底温度的升高,晶粒逐渐长大,AlN(002)择优取向明显改善,600℃达到最佳。一定范围内提高温度使晶粒均匀、致密,有利于改善表面粗糙情况和提高电阻率,550℃时表面粗糙度达到最低(2.8 nm)且有最大的电阻率(3.35×1012Ω.cm);同时薄膜应力随温度升高有增大趋势。     

低温下磁控溅射AlN薄膜择优取向研究

研究了衬底温度从-20~20 ℃下射频磁控溅射AlN薄膜的择优取向程度。利用X线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和场发射电子显微镜（FESEM）对AlN薄膜的晶体结构、粗糙度及表面和断面形貌进行了分析。研究结果表明,当衬底温度低于0 ℃时,AlN薄膜中的（100）衍射峰消失,AlN薄膜以（002）面择优取向生长。当衬底温度降低时,AlN薄膜的晶粒大小和表面粗糙度减小。AlN薄膜在0 ℃下沉积具有最佳的择优取向程度和较低的表面粗糙度。     

衬底温度对AlN/ZnO复合薄膜结构形貌的影响

采用直流反应磁控溅射法在ZnO/Si基片上制备了良好(002)(c轴)取向的AlN薄膜,利用XRD、AFM对不同衬底温度下制备的AlN薄膜的结构、形貌进行了分析表征.结果表明,在一定湿度范围内(450～650℃),随着衬底温度的升高,晶粒逐渐长大,沉积速率增大,表面粗糙度先减小后增大;AlN(002)择优取向呈改善趋势,取向度先增大后减小,600℃时达到最佳.     

衬底温度对ScAlN薄膜结构及电阻率的影响

采用直流反应磁控溅射法、利用ScAl合金靶（含Sc质量分数10%）制备了一系列不同衬底温度的Sc掺杂AlN（ScAlN）薄膜。利用X线衍射仪、原子力显微镜和铁电测试仪的电流 电压(I V)模块研究了衬底温度对薄膜微观结构、表面形貌及电阻率的影响。结果表明,随着衬底温度升高,薄膜的（002）择优取向愈发明显,在650 ℃时达到最佳;薄膜的表面粗糙度随着衬底温度的升高而减小,在650 ℃、700 ℃时分别达到3.064 nm和2.804 nm,但当温度达到700 ℃时,薄膜表面局部开裂,因此,650 ℃为获得最佳结晶质量薄膜的适当温度。ScAlN薄膜电阻率随制备时衬底温度呈先增大后减小的趋势。     

营养治疗对门诊血液透析患者的作用

利用中频磁控反应溅射技术在玻璃衬底上制备氮化铝(AlN)薄膜,并经退火处理.利用X-衍射和原子力显微镜分析了AlN薄膜的结构及表面形貌.结果表明,衬底温度和退火工艺对AlN薄膜的结构和表面形貌有重要影响.研究表明,衬底温度为230 ℃时,AlN薄膜的表面粗糙度最小,退火能减小AlN薄膜表面粗糙度.     

飞秒激光制备CdS薄膜滤波器的研究

采用脉冲飞秒激光沉积方法,在石英衬底上制备了CdS薄膜滤波器.研究显示衬底温度在100～600℃范围内变化对CdS薄膜衬底的结构及光学特性有重要影响,在450℃的衬底温度下所生长的CdS薄膜具有较好的结构质量,该薄膜在500nm附近具有较陡的吸收带边及良好的光学滤波性能.     

飞秒激光制备CdS薄膜滤波器的研究

采用脉冲飞秒激光沉积方法,在石英衬底上制备了CdS薄膜滤波器.研究显示衬底温度在100～600℃范围内变化对CdS薄膜衬底的结构及光学特性有重要影响,在450℃的衬底温度下所生长的CdS薄膜具有较好的结构质量,该薄膜在500nm附近具有较陡的吸收带边及良好的光学滤波性能.     

氮氩体积流量比对AlN薄膜生长取向、晶体质量及沉积速率的影响及机理分析

采用反应磁控溅射法,在溅射气压、溅射功率和衬底温度恒定的条件下,通过调控氮氩体积流量比,在单晶Si衬底上制备AlN薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究氮氩体积流量比对AlN薄膜的生长取向、晶体质量及沉积速率的影响规律并分析其机理。结果显示,提高氮氩体积流量比有利于AlN薄膜(002)择优取向的生长,但过高的氮氩体积流量比会降低薄膜的沉积速率。在溅射气压为5 mTorr(1 Torr=133.3 Pa)、溅射功率为500 W、衬底温度为200℃、氮氩体积流量(cm³/min)比为14∶6时,在单晶Si衬底上可以制备出质量较好的,具有良好(002)择优取向的AlN薄膜。研究结果可为反应磁控溅射制备高质量AlN薄膜提供工艺参数设置规律指导。     

Si(111)上生长LiNbO_3薄膜的研究

利用射频磁控溅射的方法,在Si(111)衬底上制备了LiNbO3薄膜。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了衬底温度、退火温度和溅射气体压强对LiNbO3薄膜结晶和表面形貌的影响,并用椭圆偏振仪测量了薄膜的厚度和折射率。结果表明:衬底温度为450℃时制备的薄膜,退火前后都没有LiNbO3相生成;衬底温度为500～600℃时,LiNbO3薄膜出现(012)、(104)和(116)面衍射峰,经600℃退火后3个衍射峰的强度加强;衬底温度为600℃时,经600～900℃退火得到的LiNbO3薄膜,除出现(012)、(104)和(116)面衍射峰外,还出现(006)面衍射峰;溅射气体压强从0.8 Pa增大到2.4 Pa时,经800℃退火后得到的LiNbO3薄膜表面晶粒团簇变小,而0.8 Pa制备的薄膜经800℃退火后LiNbO3相的结晶程度较其它压强下完善;900℃退火后得到的LiNbO3薄膜折射率为2.25,与LiNbO3晶体相当。     

衬底温度对反应溅射TiN_x薄膜结构与电阻率的影响

采用反应磁控溅射方法,在不同Si(100)衬底温度下,制备出了TiNx薄膜。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对TiNx薄膜的物相、微观结构进行了表征,采用电子能谱仪(EDS)测定了TiNx薄膜的成分,运用四探针测试仪测量了TiNx薄膜的电阻率,研究了衬底温度对溅射TiNx薄膜结构与电阻率的影响。研究结果表明:衬底温度从室温升高到600℃时,随着温度升高,TiNx薄膜的(111)晶面衍射峰逐渐增强,500℃后减弱;(200)晶面衍射峰在300℃时最强,之后减弱。随着衬底温度的升高,TiNx薄膜的晶粒逐渐增大,300℃达最大后减小。随着衬底温度升高,TiNx薄膜的N/Ti原子含量比降低,200℃时降到最低为0.99,随后升高,500℃时最高为1.34,随后再次降低。N/Ti原子含量比与薄膜电阻率呈明显反比变化。     

激光熔蚀反应淀积AlN薄膜残余应力及热稳定性的研究

激光熔蚀反应淀积于 Si(10 0 ) ,Si(111)基底上的 Al N薄膜是高质量高取向性的 Al N多晶膜 ,薄膜与基底的取向关系为 Al N(10 0 )∥ Si(10 0 ) ,Al N(110 )∥ Si(111)。薄膜具有较低的残余应力和较好的热稳定性。实验结果表明 ,当氮气压强和放电电压分别为 10 0× 133.33Pa和 6 50 V时 ,薄膜的残余应力低于 3GPa。此样品在纯氧环境 50 0℃时 ,经过 3h的退火 ,红外吸收谱检测未发现有Al2 O3 特征峰出现。对 Al N/Cu双层膜的研究表明所制备的 Al N薄膜在金属薄膜的防护上也有潜在的应用价值。     

反应淀积氮化铝薄膜及其性质的研究

实验使用脉冲激光熔蚀金属铝靶,使溅射的物质粒子和真空室中的氮气反应以淀积氮化铝（ＡｌＮ）薄膜,淀积时引入氮气直流放电以促使Ａｌ和Ｎ发生完全反应制备高质量符合化学计量比的ＡｌＮ薄膜。讨论了脉冲能量密度、基底温度、气体放电对所沉积薄膜组织结构的影响。实验结果表明,当ＤＥ＝１．０Ｊ·ｃｍ－２,ＰＮ２＝１３．３３３ｋＰａ,Ｔｓｕｂ＝２００℃,Ｖ＝６５０Ｖ,ｆ＝５Ｈｚ,ｄＳ－Ｔ＝４ｃｍ时,高质量的ＡｌＮ薄膜被成功地沉积于Ｓｉ（１００）基片上。分析表明薄膜是具有高取向性的ＡｌＮ（１００）多晶膜,薄膜的能带间隙约为６．２ｅＶ,其电阻率和击穿电场分别为２×１０１３Ω·ｃｍ和３×１０６Ｖ·ｃｍ－１。     

Cd掺杂BZCN薄膜的制备及其介电性能

用射频磁控溅射法,在Pt/Si基片上制备了立方烧绿石结构的Cd掺杂Bi1.5Zn0.7Cd0.3Nb1.5O7(BZCN)薄膜。研究了衬底温度对薄膜结构、表面形貌以及介电性能的影响。结果表明,沉积温度为600℃,退火温度为700℃制备的薄膜,在测试频率为100 kHz,测试电场强度为1.33×106 V/cm的条件下,介电可调率达到11.8%,tanδ小于0.004 2。     

Influence of Substrate Temperature on Structural Properties and Deposition Rate of AlN Thin Film Deposited by Reactive Magnetron Sputtering

Aluminum nitride (AlN) thin films with c-axis preferred orientation have been prepared by reactive direct-current (DC) magnetron sputtering. The degree of preferred crystal orientation, the cross-sectional structure, and the surface morphology of AlN thin films grown on Si (100) substrates at various substrate temperatures from 60°C to 520°C have been investigated by x-ray diffraction, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy. Results show that the substrate temperature has a significant effect on the structural properties, such as the degree of c-axis preferred orientation, the full-width at half-maximum (FWHM) of the rocking curve, the surface morphology, and the cross-sectional structure as well as the deposition rate of the AlN thin films. The optimal substrate temperature is 430°C, with corresponding root-mean-square surface roughness (R _rms) of 1.97?nm, FWHM of AlN (002) diffraction of 2.259°, and deposition rate of 20.86?nm/min. The mechanisms behind these phenomena are discussed. Finally, film bulk acoustic resonators based on AlN films were fabricated; the corresponding typical electromechanical coupling coefficient (k _t ² ) is 5.1% with series and parallel frequencies of 2.37?GHz and 2.42?GHz, respectively.     

射频磁控溅射参数对 Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射法在 Pt/TiO2/SiO2/Si(100) 衬底上制备了Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜,研究了工作气压、衬底温度等溅射参数对Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜结构和电学性质的影响.使用 XRD 分析了工作气压为 2Pa、衬底温度分别为 200 ℃、400 ℃、600℃(组a),以及衬底温度为600℃、工作气压分别为 1.5Pa、2.0Pa、2.5Pa、3.0Pa 和 5.0Pa (组b)两组薄膜的微结构,结果表明工作气压在 2.5Pa 以下、衬底温度为 600℃时沉积的薄膜具有较好的钙钛矿结构.在 1.5Pa 条件下溅射的薄膜具有明显的(111)择优取向.在2.5Pa时,Pt/Ba0.7Sr0.3TiO3/Pt电容有最优铁电性能,在外加4 V电压(电场为 80 kV/cm)下,剩余极化 (Pr) 和矫顽场(Ec)分别为 2.32 μC/cm2、21.1 kV/cm.     

脉冲激光沉积法制备氧化锌薄膜

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,具有优良的晶格、光学和电学性能,其显著的特点是在紫外波段存在受激发射。利用脉冲激光沉积法(PLD)在氧气氛中烧蚀锌靶制备了纳米晶氧化锌薄膜,衬底为石英玻璃,晶粒尺寸约为28-35 nm。X射线衍射(XRD)结果和光致发光(PL)光谱的测量表明,当衬底温度在100-250℃范围内时,所获得的ZnO薄膜具有c轴的择优取向,所有样品的强紫外发射中心均在378-385 nm范围内,深能级发射中心约518-558 nm,衬底温度为200℃时,得到了单一的紫外光发射(没有深能级发光)。这归因于其较高的结晶质量。     

磁控溅射法制备Ag/FePt/C/FePt薄膜的结构和磁性能

采用磁控溅射法,在自然氧化的Si(001)基片上沉积了Ag/FePt/C/FePt纳米薄膜,并分别在400,450,500,600℃下对薄膜样品进行了1h的退火热处理。利用X射线衍射仪和振动样品磁强计,对薄膜样品的结构和磁性进行了分析。结果表明,当热处理温度为450℃时,Ag/FePt/C/FePt薄膜中已形成了具有有序面心四方结构的L10-FePt。随着热处理温度的升高,薄膜样品的有序化程度提高,矫顽力Hc增强,晶粒尺寸变大。当热处理温度为600℃时,薄膜样品的平行膜面Hc为905.8kA·m-1,晶粒尺寸为23nm。     

氮气流量对磁控溅射AlN薄膜光学性能的影响

AlN薄膜因其具有优异的物理化学性能而有着广阔的应用前景,采用反应磁控溅射法在低温条件下制备AlN薄膜是近些年科研工作的热点.采用直流磁控溅射法,于室温下通入不同流量的氮气在p型硅(100)和载玻片衬底上沉积了AlN薄膜.利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和分光光度计等分析薄膜的组分、结构、形貌和光学性能.结果表明随着氮气流量的增加,AIN薄膜质量变好,N2流量为8 cma/min时制备的AlN薄膜为六方纤锌矿结构,在680 cm-1处具有明显的FTIR吸收峰,进一步说明成功制备了AlN薄膜.在300～ 900 nm的波长范围内,薄膜透过率最高可达94％;薄膜带隙随着氮气流量的增加而增大,最大带隙约为4.04 eV.     

PLD法制备ZnO薄膜的退火特性和蓝光机制研究

通过脉冲激光沉积(PLD)方法,在O2中和100～500℃衬底温度下,用粉末靶在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜,在300℃温度下生长的薄膜在400～800℃温度和N2氛围中进行了退火处理,用X射线衍射(XRD)谱、原子力显微镜(AFM)和光致发光(PL)谱表征薄膜的结构和光学特性。XRD谱显示,在生长温度300℃时获得较好的复晶薄膜,在退火温度700℃时获得最好的六方结构的结晶薄膜;AFM显示,在此退火条件下,薄膜表面平整、晶粒均匀;PL谱结果显示,在700℃退火时有最好的光学特性。