新型工艺制备ZnO薄膜的结构与形貌研究

采用了一种新型工艺制备ZnO薄膜。新工艺采用二步法,首先在N型Si(100)衬底上用离子束沉积溅射一层金属Zn膜,然后通过热氧化金属Zn膜制备ZnO薄膜。通过X射线衍射、原子力显微镜对不同制备工艺下的ZnO薄膜进行结构与形貌的分析比较。研究表明,Zn膜的离子束溅射沉积时间、热氧化时间和辅助枪的离子束对热氧化后的ZnO薄膜再轰击处理对ZnO薄膜的结构与形貌都会产生影响。     

离子束溅射与射频溅射制备的ZnO薄膜的特性分析

分别采用两种不同的方法制备了ZnO薄膜.①离子束溅射法(IBD),在Si(001)衬底上制备锌膜后在氧气氛炉中退火;②射频溅射法(RF),在Si(001)衬底上制备ZnO薄膜后在氧气氛炉中退火.利用X射线衍射仪和原子力显微镜(AFM)以及电感、电容、电阻综合测试仪(LCR)对两种方法制备的ZnO薄膜的结构、形貌和导电性进行了比较研究.结果表明,离子束溅射的锌膜经热氧化后得到的ZnO薄膜生长的单向性较差,表面粗糙度较大,薄膜的电阻率也比较高.     

类金刚石薄膜的制备及其电阻率、光谱特性研究

采用射频磁控溅射法在单晶硅表面制备了类金刚石薄膜;对薄膜的电阻率进行了测量,研究了薄膜的溅射工艺参数,采用拉曼光谱、原子力显微镜、扫描电镜分析了薄膜的结构、表面形貌以及薄膜的截面形貌.结果表明,薄膜中含有sp2、sp3杂化碳原子,拉曼谱高斯拟合峰的ID/IG为3.67;薄膜的电阻率达6×103 Ωcm.最佳溅射气压在0.4 Pa左右,最佳溅射功率在140 W左右;薄膜的表面平整光滑,平均粗糙度低达0.17 nm;SEM形貌表明薄膜由大量大小均匀的碳颗粒组成,薄膜内部十分致密,与基底结合很好.     

射频磁控反应溅射制备ZnO/AlN双层膜的结构和性能

采用射频磁控反应溅射在Si（100）衬底上制备了ZnO/AlN双层膜。使用X射线衍射仪、原子力显微镜（AFM）、LCR测试仪及荧光分光光度计等仪器对样品进行了结构、表面形貌、导电性及荧光光谱的测试,并与相同工艺下制备的ZnO单层薄膜进行了对比研究。结果表明,ZnO/AlN双层膜的c轴择优取向性优于单层ZnO薄膜,薄膜应力更小,且为压应力,晶粒尺寸大于单层膜,表面粗糙度较小,并且其电阻率更低。荧光光谱显示,ZnO/AlN双层膜的结晶质量更好。     

掺氮类金刚石薄膜的制备及其结构表征

采用射频磁控反应溅射法,Ar气为溅射气体,N2气为反应气体,用高纯石墨靶在Si（100）片上制备了掺氮类金刚石薄膜,采用X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）,表征了掺氮类金刚石薄膜的微观结构、表面及截面形貌。Raman光谱结果表明,制备的掺氮类金刚石薄膜中含有特征峰D峰和G峰,分别位于1339．2cm^-1、1554．6cm^-1均向低波数段频移,具有典型的类金刚石结构特征;XPS光谱的C1s和N1s的芯能级证实了薄膜中的碳氮进行了化合,形成了C-N、C=N、C=N,说明薄膜中形成了非晶碳氮结构;同时SEM结果表明实验所制备的薄膜表面均匀、致密、光滑,从截面照片观察,薄膜与衬底结合紧密,薄膜的厚度大约为150nm。     

射频磁控溅射制备类金刚石薄膜的特性

采用射频磁控溅射技术,用高纯石墨靶在单晶硅片、抛光不锈钢片上制备了类金刚石薄膜(DLC)。采用Raman光谱、原子力显微镜、显微硬度分析仪,表征了类金刚石薄膜的微观结构、表面形貌、硬度。结果表明,制备的类金刚石薄膜中含sp2、sp3杂化碳键,具有典型的类金刚石结构特征。计算表明,对应sp3杂化碳原子含量的ID1IG为3.18;薄膜的表面十分平整光滑,表面粗糙度极低,平均粗糙度Ra为0.17 nm;薄膜硬度可以高达30.8 GPa。     

射频与直流磁控溅射制备DLC薄膜的工艺研究及特性对比

采用直流与射频磁控溅射技术,用高纯石墨在单晶硅(100)表面制备了类金刚石薄膜(DLC).采用拉曼光谱、扫描电镜分析了薄膜的结构、表面和截面形貌,以及与溅射工艺的关系,并且对溅射过程中粒子输运机理进行了解释.结果表明,2种溅射方法制备的薄膜均含有相当的sp3杂化碳原子.射频磁控溅射沉积的DLC薄膜所含sp3杂化碳原子的量要高于直流磁控溅射沉积的DLC薄膜,且薄膜质量优于直流磁控溅射沉积的DLC薄膜.     

掺氮类金刚石薄膜的显微结构和光谱学研究

本文利用射频磁控溅射法,以高纯N2、Ar混合气体为溅射气体,用高纯石墨靶在Si（100）基片上制备出掺氮的类金刚石薄膜（DIE：N）。拉曼光谱（Raman）测试表明该薄膜仍然是类金刚石结构,对其进行拟合后得两个特征峰,分别是在1342．9cm^-1的D峰和1555．3cm^-1的G峰,ID／IG=0．45;X射线光电子能谱（XPS）表明薄膜含氮量为24％,XPS光谱的C1s和N1s的芯能级证实了薄膜中的碳氮进行了化合,形成了C-N、C=N、C≡N,说明薄膜中形成了非晶碳氮结构;傅里叶变换红外透射光谱（FTIR）也表明了薄膜中碳氮进行了化合;扫描电子显微镜（SEM）结果表明,实验所制备的薄膜表面均匀、致密、光滑,从横截面图像观察,薄膜与衬底结合紧密,薄膜的厚度大约为150nm。