直流脉冲磁控反应溅射技术制备掺铝氧化锌薄膜的研究

采用直流脉冲磁控反应溅射技术,在不同氧氩比(GFR)条件下玻璃衬底上制备了一系列掺铝氧化锌(AZO)薄膜,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜和分光光度计从宏观应力和微观晶格畸变的角度研究了GFR对薄膜结构、表面形貌和光学特性的影响.制备的多晶AZO薄膜呈现了明显的ZnO-(103)择优取向,这归结于3 h薄膜沉积过程中伴随的退火引起的薄膜晶面能转变.随着GFR的增大,AZO薄膜内宏观拉应力先增大到最大值,随后宏观压应力随着GFR的继续增大而增大.薄膜中的宏观应力明显随着GFR从拉应力向压应力转变.这与晶格微观畸变诱导的微观应力的研究结果趋势恰恰相反.随着GFR的增加,薄膜在可见光区的平均透射率先增加后减小,薄膜晶粒尺寸诱导的晶界散射是影响薄膜透射率的主导机制.

直流磁控反应溅射制备硅基AlN薄膜

采用直流磁控反应溅射法,在Si(100)和Pt/Ti/Si(100)上制备了AlN薄膜。用X-射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)、原子力显微(AFM)对薄膜的晶向结构和表面形貌进行了分析,研究了不同工艺参数对薄膜择优取向的影响,分析了AlN晶粒生长的有关机理。制备出的AlN薄膜显示出较好的(002)面择优取向性,半高宽(FWHM)为0.35°～0.40°,折射率约为2.07。

直流磁控反应溅射制备ZAO薄膜工艺参数的研究

本文对直流磁控反应溅射制备 ZAO薄膜的工艺作了具体分析 ,探讨了沉积温度、氧分压、Al含量和靶基距等对 ZAO薄膜的电阻率、可见光区透射率的影响。

直流磁控反应溅射制备Al_2O_3薄膜的工艺研究

应用直流磁控反应溅射技术在不锈钢基体上制备Al2O3薄膜,研究了溅射气压、氧气流量和基体温度对Al2O3薄膜的沉积速率和膜基结合力的影响规律。结果表明,随着压力的增大,沉积速率和膜基结合力先增大后减小。在压力为1.0Pa时最大;随着氧气流量的增加,沉积速率和膜基结合力也随之不断减小;随着温度的升高,沉积速率和膜基结合力略有下降。利用扫描电子显微镜观察了薄膜与基体界面及薄膜的表面微观形貌,薄膜与基体的结合性好,薄膜表面晶粒大小均匀,组织致密。

直流磁控反应溅射法制备TiO_2薄膜及氧敏特性分析

在本底真空2.4×10-3Pa,溅射电压420V,溅射电流0.3A,氧分压0.17Pa,溅射总气压1.5Pa条件下制得TiO2薄膜,未退火时为无定型结构,300℃退火后为锐钛矿结构,600℃退火后锐钛矿与金红石结构共存,1000℃退火后完全转变为金红石结构。在一定工作温度下,随氧分压增加灵敏度逐渐升高;工作温度越高,灵敏度增加越缓慢;200℃下灵敏度随氧分压增加最快。在不同氧分压下分别计算得到激活能;认为Ti3+(int),Ti4+(int)和V2+O均存在且都对导电机制的形成起到作用,而Ti3+(int)作用最为显著。

直流磁控反应溅射工艺参数对SnO_2:Sb薄膜光学带隙的影响

用紫外 -可见光谱仪对直流磁控反应溅射工艺参数对SnO2 :Sb薄膜光学带隙的影响进行了研究。结果表明 :SnO2 :Sb薄膜的光学带隙随着溅射功率的增加而减小 ,随着氧气分压的增加而增大 ,随着退火温度的增加而增大。同时 ,工艺参数还对薄膜的其它性质有影响。

直流磁控反应溅射制备IrO_2薄膜

为研究氧化依（ＩｒＯ_２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲劳性能的影响，利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ_２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ_２薄膜．并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜．讨论了溅射参数（溅射功率、 Ａｒ／Ｏ_２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶、取向和形态的影响．

ITO薄膜直流反应磁控溅射制备及性能研究

以90wt%In 和10wt%Sn 铟锡合金为靶材.采用直流磁控反应溅射法在玻璃基片制备 ITO 透明导电薄膜。用紫外-可见光分光光度计、四探针电阻仪、XRD 和 SEM 分别测试了 ITO 薄膜的紫外可见光透射光谱、方块电阻、薄膜的结构和表面形貌。研究了氧分压对 ITO 薄膜性能的影响。实验结果表明.ITO 薄膜随着氧分压的增加.薄膜紫外透射光谱的吸收截止边带向短波长方向漂移。随着氧分压的增大.ITO 薄膜的方块电阻增加.结晶程度变好,晶粒尺寸变大。

低温等离子体辅助脉冲直流磁控溅射制备TiN薄膜

采用一种新型的等离子体辅助脉冲直流磁控溅射溅射沉积方法,在低温状态(100℃)下制备了氮化钛薄膜,利用X射线衍射仪、轮廓仪、分光光度计、原子力显微镜对氮化钛薄膜进行了表征,研究了等离子体源在薄膜制备过程中的作用。结果表明采用该方法可在低温环境下制备高温抗氧化性能良好的氮化钛薄膜。当离子源功率为500 W时,制备的氮化钛薄膜表现良好氮化钛(111)择优取向,薄膜表面粗糙度为1.43 nm,红外反射率可达到90%。

Ar气压强对直流脉冲磁控溅射制备Mo薄膜性能的影响

利用直流脉冲磁控溅射方法在玻璃衬底上制备太阳电池背接触Mo薄膜。通过台阶仪、四探针电阻仪、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计等研究了Ar气压强对薄膜结构及光电性能的影响,结果表明,在低的Ar气压强下制备的Mo薄膜晶粒尺寸较大,薄膜结晶质量好,薄膜具有优良的光电性能,Ar气压强的增加将导致薄膜的晶粒尺寸减小,薄膜结晶质量差,结构疏松,从而降低薄膜的光电性能。Ar气压强为0.4 Pa时制备薄膜的晶粒尺寸为21.02 nm,电阻率最低,为14μΩ.cm,波长190 nm^850 nm范围内的平均反射率可达到66.94%。

磁控溅射和脉冲直流化学气相沉积Ti-Si-N薄膜摩擦磨损性能对比研究

分别利用磁控溅射和脉冲直流化学气相沉积(PCVD)技术制备了Ti-Si-N薄膜,测定了2种Ti-Si-N薄膜的显微硬度,并采用球-盘式高温摩擦磨损试验机对比考察了其高温摩擦磨损性能.结果表明,当薄膜中Si含量(原子分数)约为10%时,2种薄膜的显微硬度达到最大值;2种Ti-Si-N薄膜的耐磨性能同其硬度之间不存在对应关系,其中采用PCVD方法制备的Ti-Si-N薄膜的高温抗磨性能较优;2种薄膜在高温下的摩擦系数均有所降低,这归因于高温下氧化膜的润滑作用.

薄膜厚度对直流脉冲磁控溅射Mo薄膜光电性能的影响

采用直流脉冲磁控溅射方法在SLG衬底上沉积CIGS太阳电池背接触Mo薄膜，研究了薄膜的光学和电学性能随厚度的变化关系。结果表明，随着薄膜厚度的增加，薄膜的电阻率先降低后增加，在厚度284．3nm处电阻率最低，为7．3×10^-4Ω·cm。不同厚度的Mo薄膜在各个波长处（200～840nm）反射率都随波长的增加而增大。随着薄膜厚度的增加，平均反射率总的呈下降趋势，在薄膜厚度284．3nm时出现一反射率高峰，其在200-840nm波长范围内的平均反射率达43．33％。

脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜的光谱椭偏研究

采用脉冲直流反应磁控溅射技术在不同的占空比条件下制备了氧化钒薄膜。利用X射线光电子能谱仪测定了薄膜的组分,用光谱椭偏仪在300~850nm的波长范围内对薄膜的光学性质进行了研究。实验结果表明降低占空比具有促进金属钒氧化的作用,而通过采用TaucLorentz谐振子色散模型结合有效介质近似模型对椭偏参数Ψ和Δ进行拟合,得到了较为理想的拟合结果。薄膜的复折射率和透过率均由椭偏拟合结果确定,结果发现占空比的下降,导致了可见光范围内薄膜折射率和消光系数的降低以及透过率的提高。

脉冲偏压对直流磁控溅射沉积MoN薄膜结构及性能的影响

MoN薄膜是一种具有潜在应用价值的薄膜材料,但对于其结构和性能的研究还较少。采用直流磁控溅射技术在304不锈钢基体表面沉积MoN薄膜,研究了脉冲偏压对MoN薄膜结构和性能的影响,并系统研究了MoN薄膜在不同摩擦条件下的摩擦磨损行为。采用X射线衍射仪和扫描电镜分析薄膜的晶相结构、晶粒尺寸、表面及断面形貌,采用HMV-2T显微硬度仪测试薄膜的显微硬度。采用UMT-TriboLab多功能摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦磨损性能,并用扫描电镜观察磨损表面,分析其磨损机制。结果表明:脉冲偏压显著影响直流磁控沉积的MoN薄膜的晶相结构、表面形貌、断面结构、硬度和摩擦磨损性能;随脉冲偏压的增大,MoN薄膜的膜厚、硬度都先增大后减小,而薄膜的磨损率却先减小后增大,其中-500 V脉冲偏压下沉积的MoN薄膜具有最高硬度为7731 N/mm2,以及最低的磨损率为5.8×10-7mm3/(N·m)。此外,MoN薄膜在不同载荷和转速的摩擦条件下表现出不同的摩擦学行为。

磁控反应溅射AlN缓冲层对GaN基LED器件性能的影响

以直流磁控反应溅射法(RMS)在图形化蓝宝石衬底上制备的AlN薄膜作为缓冲层,采用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)外延生长了GaN基LED。与MOCVD生长的低温GaN缓冲层相比,RMS制备的AlN缓冲层具有表面更平整、颗粒更小的形核岛,有利于促进GaN外延的横向生长,减少了形核岛合并时的界面数量和高度差异,降低了缺陷和位错产生的几率。研究结果表明,溅射AlN缓冲层取代传统低温GaN缓冲层后,外延生长的GaN材料具有更高的晶体质量,LED器件在亮度、漏电和抗静电能力等光电特性上均有明显提升。

氧气流量和溅射功率对脉冲直流磁控溅射制备Nb_2O_5薄膜性能的影响

采用非对称双极性脉冲直流磁控溅射系统在玻璃衬底上制备了Nb_2O_5薄膜,重点研究了O_2流量和溅射功率对薄膜结构、成分、形貌和光学性能的影响。XRD结果表明:所有制备的薄膜均为非晶结构;XPS用于分析不同O_2流量下沉积的薄膜表面Nb的化学状态,O_2流量达到4.0 sccm以上才能得到满足化学计量比的Nb_2O_5薄膜;AFM结果显示:随着O_2流量的增加,薄膜表面更加平滑、均匀,而溅射功率为80 W时所制备的Nb_2O_5薄膜表现出最大的表面粗糙度大约为1.59 nm;光学结果表明,随着O_2流量增加,可见光区的平均光学透过率逐渐增大,但溅射功率超过40 W,溅射功率对薄膜可见光区的透过率影响很小;此外,通过改变O_2流量和溅射功率,可以很好地调节薄膜的折射率,从而更加便于消影玻璃中光学介质膜系的设计与生长。

高功率脉冲磁控溅射技术沉积硬质涂层研究进展

高功率脉冲磁控溅射技术是最新发展起来并受到广泛关注的一种高离化率物理气相沉积技术，它利用较高的脉冲峰值功率（超出传统磁控溅射2～3个数量级）和较低的脉冲占空比（0．5％～10％）来实现高金属离化率（〉50％），在获得优异的膜基结合力、控制涂层微结构、降低涂层内应力、控制涂层相结构等方面都具有显著的技术优势．本文从高功率脉冲磁控溅射技术的原理出发，探讨了高功率脉冲溅射技术沉积涂层的特性和技术优势，介绍了10多年来高功率脉冲磁控溅射技术在刀具涂层界面优化、高性能硬质涂层沉积、复合高功率脉冲磁控溅射技术制备纳米多层/复合硬质涂层和氧化物涂层沉积、低温沉积等方面的研究进展．

N_2-Ar流量比对直流磁控溅射硅基AlN薄膜的影响

本文研究了N2-Ar流量比对磁控溅射硅基AlN薄膜的影响,实验表明在其它参数一定的情况下,N2-Ar流量比对AlN薄膜元素种类与含量有很大影响,通过实验验证,选择N2-Ar流量比在1.525左右可获得质量较好的AlN薄膜(100取向)。

磁控溅射硅基AlN薄膜的氮-氩气体流量比研究

反应磁控溅射制备AlN薄膜时,薄膜的质量与众多实验参数有关。靶基距、溅射功率、工作气体总压及N2气分压等实验参数影响薄膜质量的报道很多,因此,研究N2/Ar流量比对磁控溅射硅基AlN薄膜元素种类与含量的影响很有实用意义。实验表明,在其他参数一定的情况下,N2/Ar流量比对AlN薄膜元素种类与含量有很大影响。通过实验验证,选择N2/Ar流量比约为1.525可获得高质量的AlN薄膜(100取向)。

磁控溅射镀膜技术最新进展及发展趋势预测

磁控溅射技术已经成为沉积耐磨、耐蚀、装饰、光学及其他各种功能薄膜的重要手段。探讨了磁控溅射技术在非平衡磁场溅射、脉冲磁控溅射等方面的进步,说明利用新型的磁控溅射技术能够实现薄膜的高速沉积、高纯薄膜制备、提高反应溅射沉积薄膜的质量等,并进一步取代电镀等传统表面处理技术。最后呼吁石化行业应大力发展和应用磁控溅射技术。