直流、射频磁控溅射制备钌薄膜的微观结构及电学性能分析

为了探索直流和射频磁控溅射制备钌薄膜的微观结构及性能差异,进而指导薄膜制备工艺优化。采用直流和射频磁控溅射法在SiO_(2)/Si(100)衬底上沉积不同时间和温度的钌薄膜;通过高分辨场发射扫描电镜、X射线衍射仪、原子力显微镜、四探针等方法研究不同溅射电源下制备的钌薄膜的微观结构和电学性能。结果表明,在相同溅射条件下,DC-Ru薄膜的结晶性优于RF-Ru薄膜;其厚度大于RF-Ru薄膜,满足tDC≈2tRF;其沉积速率高于RF-Ru薄膜,满足vDC≈2vRF。然而,其电阻率却高于RF-Ru薄膜,这主要得益于RF-Ru薄膜的致密度较高,从而降低了电子对缺陷的散射效应。

射频/直流磁控溅射不锈钢/Al_2O_3复合薄膜组织与性能研究

利用射频 /直流磁控溅射法 ,制备了 31 6L不锈钢 /Al2 O3 陶瓷复合薄膜 ,研究了 31 6L不锈钢 /Al2 O3 陶瓷复合膜的组织形貌 ,测试了薄膜的显微硬度和耐磨性。结果表明 :直流磁控溅射 31 6L不锈钢薄膜呈柱状晶结构 ,主要有 Fe- Cr和γ- Fe相构成 ,在 Fe- Cr( 1 1 0 )晶面出现明显的择优取向 ;由于射频溅射 Al2 O3 陶瓷的掺合 ,使 31 6L不锈钢 /Al2 O3 陶瓷复合薄膜柱状晶细化 ,并出现二次柱状晶 ,在 Fe- Cr( 2 1 1 )晶面出现明显的择优取向 ,31 6L不锈钢膜硬度明显高于 31 6L块体 ,掺合了 Al2 O3 的金属 /陶瓷复合薄膜耐磨性有显著的提高。

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。

射频磁控溅射制备PZT铁电薄膜的工艺研究

在SiO2/Si基片上采用直流对靶溅射技术制备出Pt/Ti底电极;应用射频磁控溅射方法,利用快速热处理(RTA)工艺,制备出了具有良好铁电性能的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜。将样品进行10min快速热退火处理,退火温度700℃。测试分析表明:薄膜厚度比较均匀、表面基本平整、没有裂纹和孔洞、致密性好、薄膜样品的矫顽场强(Ec)为28.6kV/cm,剩余极化强度(Pr)为18.7μC/cm2,自发极化强度(Ps)为37.5μC/cm2,是制备铁电薄膜存储器的优选材料。

磁控溅射法制备晶格大尺寸的ITO薄膜

该文为了制备一种高透过率、高导电、晶格尺寸大的ITO薄膜,探讨制备最佳ITO薄膜的工艺条件,研究了磁控溅射机台的直流功率,射频功率对ITO薄膜的光电性能及形貌的影响。结果表明:当本体真空在7.0×10^-4 Pa条件下,直流功率为200 W,射频功率400 W,氩气流量100 sccm,用600℃快速升降温机台进行熔合3 min,可获得方块电阻为50Ω/□,可见光波段透过率为88.7%,大晶格尺寸且发光均匀的高性能ITO薄膜,为生产发光二极管提供了一条高效的制备流程。

射频溅射功率对室温沉积AZO薄膜性能的影响

本文采用直流射频耦合磁控溅射技术,在玻璃基底上室温沉积AZO薄膜,将射频电源功率从0W增加到到200W。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外分光光度计、霍尔效应测试系统重点研究了AZO薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能和电学性能。研究结果表明,直流射频耦合磁控溅射可以在室温下制备性能优异的AZO薄膜,且射频溅射功率对AZO薄膜光电性能有显著的影响,随着射频功率的提高,AZO薄膜致密性增加,粒子逐渐变大,薄膜表面形貌和生长形态发生一定变化。在射频功率为200W时,室温制备的AZO薄膜电阻率达到最低5.39×10^(-4)Ω·cm,薄膜平均可见光透过率达到82.6%。

射频功率占比对氮掺杂二氧化钛薄膜性能的影响

本研究主要利用射频耦合直流磁控溅射技术,在室温下用TiO2陶瓷靶在玻璃基底上制备N掺杂到TiO2薄膜。同时也利用光学轮廓仪、X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见光分光光度计研究了不同射频功率占比对薄膜的微观结构和光学性能的影响。实验结果表明:随着射频功率的增加,薄膜的沉积速率增加,薄膜的结晶性变优,晶粒尺寸变大,N掺入的比例增加,Ti的价态出现未完全氧化的Ti3+,薄膜的禁带宽度也相应地减小,N掺杂TiO2薄膜的吸收边扩展到可见光区域。

低温磁控溅射制备AZO薄膜及绒面研究

采用直流射频耦合磁控溅射技术,以氧化锌掺铝(AZO,2%Al_2O_3,质量分数)陶瓷靶为靶材,在玻璃基片上低温沉积AZO薄膜,并采用质量分数为0.5%的HCl溶液刻蚀制备绒面AZO薄膜,通过XRD、SEM、分光光度计、霍尔效应测试系统、光电雾度仪等设备重点研究工作压强对直流射频耦合磁控溅射制备AZO薄膜的晶相结构、表面形貌、光电性能以及后期制绒的影响。研究表明,直流射频耦合磁控溅射可以在低温下制备性能优异的AZO薄膜,且随着工作压强的减小,致密性增强,光电性能改善,后期刻蚀得到具有良好陷光作用的绒面结构。在工作压强0.5 Pa下,低温制备的AZO薄膜电阻率达到3.55×10^(-4)Ω·cm,薄膜可见光透过达到88.36%,刻蚀后电阻率为4.19×10^(-4)Ω·cm,可见光透过率89.59%,雾度达24.7%。

高质量类金刚石薄膜的制备与性能分析

采用直流/射频耦合磁控溅射法在Si(100)衬底上成功制备出类金刚石(DLC)薄膜。利用Raman光谱仪、X射线光电子能谱仪表征不同射频功率下所制备薄膜的化学结构,讨论射频功率对薄膜化学结构的影响。采用X射线小角反射法表征薄膜的质量密度,利用曲率弯曲法表征薄膜的残余内应力,采用扫描电镜和原子力显微镜表征所制备薄膜的表面形貌与粗糙度。研究表明:薄膜中sp3键的含量随着射频功率的增加而呈现出先增大后减小的趋势,且在射频功率为40 W时达到最大值45.6%。随着射频功率的增加,薄膜的表面粗糙度呈现出先减小后增大的趋势,当射频功率为40 W时薄膜的表面粗糙度最小,为1.6 nm。直流/射频耦合磁控溅射法在不同射频功率下制备出的薄膜,其内应力均低于1.0 GPa,薄膜质量密度的变化范围为2.26~2.44 g/cm^3,有望成功制备出内应力低、密度高的高质量DLC薄膜。

纳米晶Ti-Si-N超硬复合涂层的研究进展

本文对纳米晶Ti-Si-N超硬涂层材料国内外研究进展进行了系统的回顾,着重分析了制备方法(等离子增强化学气相沉积,等离子辅助化学气相沉积,直流磁控溅射和射频磁控溅射等)、工艺参数(沉积温度,进气比)和硅含量对Ti-Si-N微观结构、硬度、抗氧化性、耐腐蚀性和耐磨性的影响。在合适的工艺条件下,能获得硬度最高的纳米TiN晶体镶嵌在非晶态的Si3N4基体上的复合涂层(nc-TiN/a-Si3N4)。该涂层有良好的性能并将得到广泛的应用。

等离子体浸没注入超低能注入掺杂研究

基于感应耦合等离子体(ICP)技术设计了一套用于在硅基片上制作形成超浅结的等离子体浸没注入(PIII)系统。该ICP PIII系统工作腔室为圆柱形,采用射频功率源,注入偏压源为一脉冲直流电压源,系统与Langmiur探针相连。探针诊断结果表明,该系统的等离子体离子密度达到1017m-3,离子密度径向均匀性达到3.53%。硼和磷的超低能注入试验的二次离子质谱测试结果表明:掺杂离子注入深度在10nm左右,最浅的注入深度为8.6nm(在注入离子密度为1018cm-3时);注入离子剂量达到了1015cm-2以上;掺杂离子浓度峰值在表面以下;注入陡峭度达到了2.5nm/decade。

细长管内表面镀Cu过程中的空心阴极辉光电

为了在细长管内壁获得质地均匀的Cu膜层,采用射频耦合直流空心阴极放电的方法,研究在长度200 mm、内径6~12mm的细长管内沉积Cu薄膜时的放电情况。通过探究改变耦合直流电压、射频电压、中频电压以及管内径和测量管内轴向不同位置带来的放电影响情况,获得最佳的放电参数。研究发现,耦合直流电压越高、射频功率越高,则放电过程中的Ar^(*)、Ar^(+)、Cu^(+)活性粒子数量越多;增大中频电压,Ar^(*)和Cu^(+)光谱峰值强度呈现“V”字形,即先降低后升高,Ar^(+)光谱峰值强度在0~40 V时处于稳定的状态,在40 V开始上升,并且在60 V之后快速上升;管内径10 mm时放电效果最佳,在内径为6 mm到10 mm的管内Ar^(*)、Ar^(+)、Cu^(+)粒子数目增多,当内径到达12 mm,三种活性粒子迅速减少。通过对200 mm长、10 mm内径管内不同轴向位置的测量,发现细长管中部(100 mm)放电强度高于管口(10 mm)和管尾(190 mm)。

ZnO/GGG准2-2型单端口SAW谐振器初探

为降低制备ZnO/YIG用于研究声表面波(SAW)对自旋波的激励和传播特性的研究成本,采用射频磁控溅射技术在更低成本的钆镓石榴石(GGG)上沉积ZnO薄膜,对ZnO/GGG准2-2型单端口SAW谐振器进行初探。使用X线衍射(XRD)仪、原子力显微镜(AFM)以及扫描电镜(SEM)对薄膜的微观结构和形貌进行了表征和分析。结果表明,当在氧气流量4 cm 3/min、450℃下退火处理时,ZnO薄膜呈现出表面平滑、残余应力小及具有高度c轴择优取向等优点。经测试声表面波频率为201 MHz,对应相速度为3 216 m/s,机电耦合系数为0.22%,说明制备的ZnO薄膜在高频声表面波器件研究和应用方面具有潜力。

气体放电等离子体及应用的研究进展

由于气体放电在材料处理、热核聚变、环境净化以及等离子体推力器等各个前沿科学领域中具有广泛的应用。为了推动气体放电及等离子体理论与应用技术的研究和发展,综述了近年来各种典型气体放电机理的发展。分析了直流辉光放电、介质阻挡放电、大气压辉光放电、电子回旋共振放电、容性耦合射频放电的国内外研究现状,最后介绍了气体放电等离子体的应用领域。

一种高效氮掺杂二氧化钛薄膜的制备方法

本发明公开了一种髙效氮掺杂二氧化钛薄膜的制备方法,包括如下步骤：1）清洗玻璃基片,后用髙压N2吹干;2）采用直流耦合射频磁控溅射的方法沉积氮掺杂二氧化钛薄膜,即射频电源与匹配器相连接后与直流电源一起连接至滤波器,滤波器直接连接阴极,射频电源和直流电源一起供电给阴极.本发明采用直流耦合射频磁控溅射的方法沉积氮掺杂二氧化钛薄膜,从而得到沉积速率快、膜层质量髙的薄膜.本发明工艺简单,条件易控,制备周期短,易于规模放大.