溅射电流对磁控溅射CrN_x薄膜结构与性能的影响

采用非平衡磁控溅射技术在不锈钢以及单晶硅基体上制备了CrNx薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、能量色散X射线能谱仪(EDS)和纳米压痕仪对薄膜的结构和性能进行了表征。结果表明,随着溅射电流的增大,薄膜中N/Cr比值减小,相组成由CrN(200)向Cr2N(111)转变;晶粒尺寸减小,柱状结构消失,结构变得致密;由于在大溅射电流下,易于形成Cr2N高硬度相,而且形成的薄膜晶粒细小、结构致密,所以硬度值随溅射电流单调升高,在21A时达到最高,为21GPa。

磁控溅射中溅射电流对Ti薄膜膜基结合性能的影响

研究在磁控溅射工艺中工作压强和溅射时间恒定的情况下,溅射电流的变化对钛膜与基底Gd结合能力的影响。通过拉伸法测量薄膜与基体间的附着强度,利用扫描电镜观察Ti膜表面形貌。结果表明:溅射电流达到3 A时,Ti膜表面平整,与基体的结合力最强。由此说明,溅射电流的变化对钛膜与基底Gd结合能力的影响较大。

PVD溅射电流对SiC纤维表面Ti_3Al涂层组织结构的影响

采用磁控溅射物理气相沉积(PVD)法在SiC纤维表面进行Ti3Al涂层的制备,研究了该过程中PVD溅射电流对Ti3Al涂层组织结构的影响规律。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对Ti3Al涂层的沉积率、组成物相、晶粒大小、组织结构和表面形貌等进行了观察与分析。研究结果表明,磁控溅射PVD法制得的Ti3Al涂层组成物相与靶材一致,但涂层生长择优取向发生了变化。随着溅射电流的增大,Ti3Al涂层沉积率提高,平均晶粒尺寸增大。此外,涂层的微观形貌为柱状晶组织,但随着溅射电流的增加,涂层表面因粒子溅射辐照温度的升高而升温,同时晶粒边界出现迁移,涂层生长由V型柱状晶生长向等轴柱状晶生长转变,最后形成致密组织。涂层粗糙度的变化与涂层晶粒尺寸和微观结构有关,因此Ti3Al涂层表面粗糙度随着溅射电流增加呈现出先增大后减小的规律。

银靶电流及溅射偏压对溅射沉积Cu/Ag薄膜导电性能的影响研究

磁控溅射技术制备有望作为电接触材料的Cu-Ag薄膜的工艺探索。利用方块电阻仪测试薄膜电阻,借助白光干涉仪和扫描电镜分析不同电流和不同偏压下粗糙度、薄膜厚度、Ag含量及微观结构对薄膜电阻影响规律。结果表明:不同银靶溅射电流下,Ag含量及微观结构为影响薄膜面电阻的主要因素,Ag含量低于18.13%(原子比)时膜中Cu-Ag固溶体相占比增大,这可能是引起薄膜面电阻增大的主要原因,柱状晶的贯穿程度越高电阻越小。不同偏压下,薄膜致密性和粗糙度对面电阻的影响较为明显,薄膜致密性越好,缺陷越少,电阻越小,而致密性相差不大时薄膜表面越光滑面电阻越小。

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。

沉积温度对磁控溅射Ti/TiN多层膜光学和电学性能的影响

采用直流反应磁控溅射法于不同温度下在Si(111)基底上制备了Ti/TiN多层膜,采用X射线衍射仪和原子力显微镜对膜的物相和表面形貌进行了分析,研究了沉积温度对膜结构及其光学、电学性能的影响。结果表明:不同沉积温度下制备的Ti/TiN多层膜均由钛和TiN相组成,多层膜与单层TiN膜一样,其表面粗糙度随沉积温度的升高而减小,电阻率随沉积温度的升高显著降低;其表面形貌则比单层膜更加致密和均匀;多层膜红外反射率与其电阻率有关,当电阻率减小时,红外反射率增大。

磁控溅射制备的AlN薄膜的结构、组分及性能分析

采用DC磁控溅射法,分别在p-Si(111)和玻璃基片上沉积AlN薄膜。利用X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、台阶仪\紫外/可见分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析了薄膜的结构组分、表面形貌、膜厚、光学性能和红外吸收特性。结果表明:溅射电流对AlN薄膜的生成有很大的影响,当电流增加到0.40A时,薄膜中出现明显的h-AlN(100)和AlN(110)衍射峰;样品的最大高度都小于30nm;样品在250-1000nm波长范围内具有较高的透射率,当溅射电流为0.4A时,薄膜的禁带宽度约为5.94eV;在677.12cm-1处出现强烈的吸收峰。

非平衡磁控溅射沉积Ti-N薄膜色彩和性能调控研究

目的研究Ti-N薄膜颜色和硬度及其结合强度的影响因素。方法利用封闭磁场非平衡磁控溅射离子镀膜技术,该变溅射偏压、氮气流量等参数,分别在304不锈钢基体和载玻片基体上沉积多彩Ti-N薄膜。用努氏硬度、划痕法和球坑法分别评价Ti-N薄膜的显微硬度和结合强度等性能。结果当偏压和溅射电流分别为-60 V和2 A时,将反应气体氮气流量从3sccm逐渐增加到20sccm,Ti-N薄膜颜色依次发生从"淡黄-金黄-红黄-紫红-金黄"的循环变化趋势。薄膜的硬度随氮气流量的增加在601~700HK之间呈逐步上升的趋势。膜基结合普遍较好。当氮气流量和溅射电流分别为10sccm和2 A时,将负偏压从-50 V逐渐增加到-120 V,薄膜颜色从淡黄色变成金黄色,膜基结合强度较好。硬度随偏压的增加变化不明显。结论影响Ti-N薄膜颜色的主要因素为氮气流量,偏压也可以轻微地改变薄膜颜色,但对薄膜性能影响并不明显。

薄膜电路制备中磁控溅射工艺对样品性能影响的研究

采用磁控溅射法在氧化铝陶瓷基板上制备了Cu薄膜,利用台阶测试仪、XRD以及半导体测试仪对薄膜的厚度、结构及电学特性进行了表征及测试。结果表明,当溅射电流为0.6 A,氩气流量为100 cm3/min时,制备出的薄膜结晶特性良好,具有优异的电学特性。通过进一步深入研究,揭示了工艺参数影响薄膜性能的物理机理。

基于倾斜旋转方法磁控溅射制备TSV阻挡层

硅通孔(TSV)是实现三维集成的关键技术,在TSV侧壁制备连续和均匀的阻挡层至关重要。提出了一种磁控溅射制备TSV侧壁阻挡层的方法,将溅射基台倾斜一定角度并水平匀速旋转,使溅射离子的掉落方向与TSV侧壁不平行,靶材离子更容易溅射沉积在TSV侧壁,使得TSV侧壁都能被溅射到,更有利于制备连续和均匀的阻挡层。使用Ti靶进行直流磁控溅射,优化溅射电流和溅射气压,通过扫描电子显微镜(SEM)对TSV侧壁阻挡层的形貌进行表征分析。随着溅射电流和溅射气压的增大,阻挡层的厚度会增加,但是溅射气压的增大使得溅射钛晶粒变得细长,从而导致阻挡层的均匀性和致密性变差。