银基合金靶材研究现状及发展趋势

银及银合金靶材是新型显示与半导体集成电路中重要的电子材料之一,但其制备技术在我国未能实现产业化。近年来,随着我国新型显示技术及半导体集成电路领域的快速发展,银合金靶材的市场需求总量及经济价值也在持续快速增长,相关产业化进程也在逐渐加快。为此,从银合金靶材的制备技术、专利现状、应用前景及市场概况等方面进行综合评述。针对银合金靶材制备过程中原料提纯、微合金化等关键技术的工艺原理及靶材微观组织调控方法进行分析讨论。阐述了银合金靶材制备工艺流程及微观组织形貌、晶体学取向调控的作用机制和其对合金薄膜性能的影响,提出了目前我国在银合金靶材制备领域的主要问题。此外,针对银与银合金薄膜在实际应用过程中不耐氧化、硫化和耐气候性差的特点,对国内外申请的专利进行了归纳,重点分析了微合金化过程中In、Pd、Cu、Sc、Sn等元素添加对靶材抗氧化、抗硫化、耐气候性的性能的影响及作用机理,为研发新型组分的银合金靶材提供了借鉴。最后,从市场规模及技术发展方向等方面对现阶段我国银合金靶材的研究进展进行了总结,提出了微合金化及组织优化仍是未来银合金靶材新产品开发的主要方向,指出了产业链的健全及多领域的协同联动不足是当前银合金行业发展面临的主要困难和挑战。

工艺参数、退火温度对钽氮化物薄膜生长速率、相结构及电学性能的影响

钽氮化物(TaNx)因其优秀的物理、化学稳定性及低电阻温度系数(TCR)等特性被广泛运用于薄膜电阻材料。采用反应磁控溅射设备在Si(100)基片上制备钽氮化物(TaNx)薄膜,通过调节不同溅射参数,对比研究了氩氮总流量、氮气含量、溅射功率等条件对薄膜的影响。通过台阶仪、XRD、电学测试等方式表征其薄膜沉积速率、薄膜结构、TCR及电阻率,并总结其影响规律。实验结果表明,薄膜溅射过程中氩氮总流量、氮气含量、溅射功率等工艺参数均会对TaNx薄膜沉积速率产生明显影响;同时工艺参数还会直接改变薄膜的物相结构,影响薄膜结晶质量,从而带来薄膜TCR与电阻率的变化。此外,通过调节退火温度,探究了真空退火温度对薄膜性质的改变规律,并通过SEM表征薄膜形貌。实验结果表明,退火有效提高了薄膜晶粒尺寸,促进了薄膜二次结晶;退火温度的上升使得TaN(111)相强度增大,并在达到300℃后出现TaN(200)相与TaN(111)相;随着退火温度提高,薄膜电阻率呈上升趋势,薄膜TCR的绝对值先减小后增加,在退火温度达到800℃时,膜层出现明显开裂。研究结果表明,通过控制调整制膜工艺可改善TaNx电阻薄膜的沉积速率、物相结构与电学性能。

超声喷雾热解法制备ATO-FTO双层膜的电热特性

为改善氟掺杂氧化锡(FTO)基薄膜的电热性能,采用超声喷雾热解法(USP)在石英衬底上制备ATO-FTO双层膜,研究ATO膜层厚度对双层膜结构、表面形貌以及电热性能的影响。研究结果表明:制备的双层膜为高度结晶的四方金红石结构,随着ATO膜层厚度的增加,双层膜沿着(200)晶面取向性增强,双层膜表面晶粒形貌由锥体状逐渐变为块状,且晶粒大小明显变大;当ATO膜层厚度从210 nm增加到860 nm,双层膜的方块电阻从11.03Ω/sq减小到4.75Ω/sq;电热测试结果表明,相较于单一的FTO或ATO薄膜,双层膜的电热性能得到了显著提高。FTO和ATO薄膜在20 V外加电压所达到的最高平衡温度分别为265.7℃、210℃,发热效率分别为3.66×10^(-4)W/(℃·mm^(2))、3.85×10^(-4)W/(℃·mm^(2))。当双层膜中ATO膜层厚度为860 nm时,双层膜在20 V外加电压时最高平衡温度提高到440℃,发热效率提升为3.04×10^(-4)W/(℃·mm^(2))。在热循环测试过程中双层膜的最高平衡温度波动小于3.3%,展现出优异电热稳定性。

溶胶凝胶法制备钽酸锂薄膜及其离子电导率性能研究

利用溶胶凝胶法,以无水醋酸锂和乙氧基钽为反应前驱物合成了钽酸锂溶胶,将部分溶胶干燥后形成的粉末在600℃的高温下煅烧60 min。分别在石英玻璃、钠钙玻璃和不锈钢衬底上进行了旋涂镀膜,并分别在600℃和400℃下退火处理60 min。利用XRD对煅烧粉末和薄膜进行物相分析,利用SEM、AFM分别对薄膜的膜厚、形貌和粗糙度进行分析,由其形貌图得出薄膜是由大小较为均匀的粒径约几十纳米的颗粒组成,其中膜表面粗糙度小于1 nm。对不锈钢衬底上厚度约500 nm的薄膜在400℃下处理后进行磁控溅射制备不锈钢上电极,利用电化学工作站进行电化学阻抗谱测试,并分析拟合得到LiTaO_(3)薄膜的离子电导率。结果表明,其室温离子电导率可达6.75×10^(-7)S/cm以上,比目前电致变色器件中常用的无机固体电解质的离了电导率要高。

偏高岭石的微观结构与键合反应能力

对450～1050℃下热变高岭石结构,尤其是偏高岭石结构进行了研究。针对晶体高岭石和非晶体偏高岭石的结构特征,采用了XRD、SEM和IR等测试技术手段进行矿物组成和结构分析。采用热重GT测试方法对高岭石的热分解过程进行了研究,通过对矿物化学键合材料强度试验来表征偏高岭石的反应活性。结果发现:偏高岭石中的铝氧层是化学键合反应能力的敏感结构单元,IR谱中表征Al—O键共振的817cm-1吸收峰与其化学键合反应能力相关联,存在该吸收峰的热变高岭石具有化学键合反应能力,相对吸收率越大,化学键合反应能力越高。

水基溶胶-凝胶法制备Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3薄膜及其介电性能研究

本文研究了一种以水为溶剂的Ba0．5Sr0.5TiO3（BST）液体源溶液，并用Sol－Gel技术制备出BST薄膜，实验中，对水基BST液体源浓缩凝胶进行了DTA／TGA分析，XRD谱分析显示，BST膜呈现纯钙钛矿相结构．从SEM电镜照片可以看到，BST薄膜厚度均匀一致，650℃热处理20min后，晶粒大小为200nm左右．性能测试结果表明，介电性能与膜厚有关，厚度为1250的BST薄膜具有较优良的介电性能，当测试频率为1kHz时，介电常数为330，介电损耗为0.043左右．

磁控溅射法制备AZO薄膜的工艺研究

用XRD测试仪、分光光度计、四探针等测试仪器,探讨了制备气氛、退火温度和退火环境对AZO薄膜光电性能及结构的影响。结果表明:氧气和氩气的体积流量比为2∶1时,薄膜透光率最高(95.33%);退火有利于薄膜结晶;低于400℃退火时,温度越高薄膜电阻越小,超过400℃后,真空中退火温度再升高电阻变化不大,而空气中退火温度再升高电阻反而变大。

自组装膜技术在电分析化学中的研究与应用

本文对自组膜（SAMs）在电分析化学中的研究和应用进行了比较全面的综述。SAMs是单分子膜化学修饰电极发展的最高形式，本文着重阐述了硫醇／金单分子层自组膜在微电极、生物电化学和生物传感器、液相色谱电化学、电催化、光谱电化学等电分析化学研究领域中的应用，并进行了展望。

界面电子转移对纳米TiO_2薄膜导电性的影响

研究纳米 Ti O2 薄膜的导电性与薄膜厚度和基底材料的关系 .结果表明 ,沉积在 Ti和Si基底上的 Ti O2 薄膜的电阻率随着膜厚的增加而非线性增大 ,分别经历了导体、半导体到绝缘体或半导体到绝缘体的电阻率范围的变化过程 ,Ti O2 薄膜导电层厚度也不相同 ,沉积在玻璃表面 Ti O2 薄膜为绝缘体 .这些现象是界面电子在界面的转移所致 。

PZT铁电薄膜Sol-Gel技术制备和电性能研究

以乙酸铅(Pb(CH3COO)2·3H2O)、钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)、硝酸锆(Zr(NO3)4·5H2O)替代锆醇盐为原料,通过在Pt/Ti/siO2/si基片与PZT薄膜之间引入PT种子层,采用改进的sol-gel工艺制备出无裂纹,致密性好,晶粒尺寸小且分布均匀的单一钙钛矿结构的Pb(Zr0.53Ti0.47)O3铁电薄膜.实验结果表明,具有PT种子层的PZT铁电薄膜电性能较好.经600℃热处理的具有PT种子层的PZT薄膜,在1kHz测试频率下,其剩余极化强度和矫顽场分别为20μC/cm2和59kV/cm,介电常数和介电损耗分别为385和0.030.

V_2O_5薄膜电荷储存特性研究

本文采用真空蒸发制备了V2O5薄膜，用电化学方法从Li离子电解质中向V2O5薄膜注入Li离子.研究了V2O5薄膜中Li离于储存特性、注入／退出可逆性以及电荷注入对其光学性能的影响．实验结果表明，V2O5薄膜具有较好的Li离子储存特性和注入／退出可逆性，Li离子的注入量受到膜中V5+的含量以及锂离子可占据的总位置数限制，而且离子注入后V2O5薄膜的光学性能变化较小．

一种可擦写可读出的分子基电双稳器件

报道一种可以连续可逆转换的分子基电双稳薄膜器件Ag/BN4 /Al,其中BN4为分子材料。该器件在较强电场 (约为 6V)作用下表现为高阻态 (“0”态 ) ,阻值大于 10 5Ω ;而在较弱的电场 (<2V)作用下则为低阻态 (“1”态 ) ,阻值约为 10 2 Ω ,两种状态的阻抗比 10 3 ～ 10 5。改变外加电场的大小 ,器件的两种状态随之发生多次转变 ,转换次数可超过 10 3 。高阻态和低阻态的状态信息还可以用一个小电压脉冲 (0 2V)来读取。这种简单器件具有可擦写可读出功能 ,可用于制作分子基开关和分子基存贮器。

TiO_x薄膜电阻稳定性及氧敏特性的研究

分别采用无机盐的水解－沉淀法和醇盐的溶胶－凝胶法两种工艺在Ａｌ２Ｏ３基片上制备ＴｉＯｘ（ｘ＝１—２．０）薄膜，研究了薄膜结构及氧敏特性．结果表明：水解－沉淀法的膜层粒子分布均匀，工艺易控制；溶胶－凝胶法的膜层粒子更细微，相变温度较低．两种工艺制得的超微粒薄膜都具有很好的电阻－温度稳定性．膜层粒子愈超细化，分布愈均匀，氧敏特性愈高；薄膜厚度与气体检测灵敏度有密切关系，具有最佳膜层厚度值，两种工艺获得的薄膜最佳厚度稍有差异．

多壁碳纳米管气敏性质的研究

本文对多壁碳纳米管薄膜在外界中的气敏性质进行了研究。实验结果表明,空气中,多壁碳纳米管薄膜对水分子的吸收是最主要的作用,并讨论了其气敏性质与薄膜比表面积及化学修饰之间的关系。

铅基钙钛矿型结构铁电薄膜的介电及热释电性能研究

用改进的溶胶 -凝胶旋转涂覆技术 ,在Pt/Ti/SiO2 /Si基片上研制出 1～ 2 μm厚 ,具有钙钛矿型结构的PbTiO3、PLT和PZT铅基铁电薄膜。该类铁电薄膜具有良好的结晶特性、优异的介电和热释电性能。

航天器用聚合物介质抗内带电改性技术

文摘采用对航天器聚合物介质进行非线性电导改性的方法消除或削弱材料的内带电现象,以期达到消除介质脉冲放电对航天器可靠性的威胁的目标。实验研究发现,采用具有非线性电导率特性的粉粒(添加剂)对航天器用PTFE和EP进行改性,该两种复合介质材料均可产生显著的非线性电导特性。而且,该种添加剂可以显著降低PTFE的非线性电导阈值,改变EP的非线性电导特性的陡度,而不会对两种材料的直流电气强度产生显著影响。

溶胶—凝胶方法在玻璃表面制备ATO薄膜过程中Na^+离子扩散的研究

利用金属醇盐以溶胶－凝胶方法制备了Ｓｂ掺杂ＳｎＯ２（ＡＴＯ）薄膜，研究了玻璃基板中Ｎａ＋离子扩散对薄膜性能的影响及其机理，并进行了在玻璃表面预镀ＳｉＯ２底膜以防止这种扩散的研究工作。

金属薄膜形成过程中电导特性变化的有效媒质理论

利用有效媒质理论描述了金属薄膜形成过程中电导率变化规律，与实验测得的Ａｌ薄膜形成过程中电导率变化结果比较接近．分析和讨论了一些影响计算结果准确性的因素．

新型透明导电薄膜In_2O_3∶Mo

MoO3的饱和蒸气压较高 ,可以直接用热反应蒸发法制备In2 O3∶Mo(IMO)透明导电薄膜。XPS和XRD测试结果证明 ,IMO薄膜中的Mo是以Mo6+ 离子形式取代了In2 O3 晶格中的In3+ 离子而存在的 ,没有形成新的化合物 ,也没有改变In2 O3 的体心立方晶格结构。在不进行退火、放电等工艺处理的情况下 ,用常规的反应蒸发法 ,在约 35 0℃ ,1 2mm厚的载玻片上制备的IMO薄膜在可见光区域的平均透射比 (含玻璃基底 )可超过 0 80 ,同时电阻率可以低至 1 7× 10 -4 Ωcm。

SiO_2和Si_3N_4/SiO_2薄膜表面驻极态的改善

描述了为改善其表面驻极态的抗湿能力 ,对 Si基 Si3N4 和 Si3N4 /Si O2 薄膜驻极体所进行的化学表面修正的基本原理。以六甲基二硅胺烷 (HMDS)和二氯二甲基硅烷 (DCDMS)两种化学修正试剂对这类薄膜驻极体的改性效果进行了对比性的研究。结果指出 :从抗湿能力考虑 ,经 DCDMS修正的氮、氧化硅驻极体的电荷稳定性优于 HMDS处理的样品 ,是由于这类修正形成了更完善的表面单分子疏水层 ;但如果从驻极体的储电热稳定性方面考虑 ,以 HMDS处理的样品优于 DCDMS样品 ,是由于被 HMDS修正的表面层内形成了较高浓度的深能级陷阱。