硅低速刻蚀和钨膜刻蚀研究

针对半导体器件研制过程中等离子体刻蚀工艺的具体需要 ,研究了硅的低速率刻蚀和钨薄膜的刻蚀 .得到了加磁场条件下刻蚀速率与刻蚀气体流量、射频功率的关系曲线 .得到了不加磁场时不同刻蚀气体流量下钨的刻蚀速率 ,以及在刻蚀气体中掺杂不同比例氧气时硅的刻蚀速率 .对上述结果加以简单的讨论并给出了符合工艺要求的刻蚀条件 .

钨膜的激光化学气相沉积

本文报道用XeCl准分子激光分解W(CO)_6气体分子沉积钨膜,面积约2.6cm^2。测量了膜层的厚度,电学性质和光学性质,并用扫描电镜观察了膜层的微观结构和用x光电子能谱仪分析了膜层的组分。

ZDDP作用下钨/钼膜的摩擦化学润滑机理研究

利用SRV高温磨损试验机考察了钨膜、钼膜以及钨-钼合金膜与ZDDP的交互作用规律,并使用XPS和SEM等表面分析技术分析摩擦反应膜的成分与化学态.结果表明:不同材料的薄膜在加入ZDDP后,其表面的摩擦系数的变化趋势与基础油润滑作用下相同,均从0.11降到0.08左右.而磨损量表现出不同的变化规律:钨膜表面的磨损量在加入ZDDP前后均保持在3.7×10-13m3左右;钼膜和钨-钼膜表面的磨损量在加入ZDDP后明显降低,而且钨-钼膜表面的磨损量降低幅度最大,达74.5%.这与不同材料表面的硬度值和生成的表面摩擦反应膜有关.

纳米晶钨膜的沉积工艺研究及微结构表征

采用射频测控溅射方法,在Ar/He混合气氛下制备了纳米晶钨膜;利用增强质子背散射、慢正电子束分析和X射线衍射分析分别对钨膜中钨原子沉积情况、空位型缺陷分布及微结构进行了分析.结果表明:纳米晶钨膜具有完好的体心立方晶体结构,沿(110)方向生长;微量的氦掺入有助于钨原子沉积,同时也有利于制备均匀性和热稳定性较好的厚钨膜.

纳米多晶钨膜中He相关缺陷对H滞留的影响

用磁控溅射方法制备纳米多晶钨膜,采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),弹性反冲探测(ERD)和慢正电子束分析(SPBA)等手段研究了在高能He+和H+依次对其辐照后He相关缺陷对H滞留的影响。结果表明,注He+钨膜在退火后从β型钨向α型钨转变;钨膜中的He含量随着退火温度的提高而减少,在873 K退火加剧钨膜中He原子的释放,且造成钨膜空位型缺陷的增加和结构无序度的提高;钨膜中的H滞留总量随着He滞留总量的减少略有下降。

金属钨箔膜的制备研究进展

具有体密度的高表面质量金属钨薄膜对材料高压状态方程研究具有十分重要的意义。综述了钨箔膜制备的几种方法,包括化学气相沉积、物理气相沉积、机械轧制、机械研磨抛光、化学抛光和电解抛光。综合比较后认为,采用电解抛光法可以基本满足状态方程靶用钨箔膜的需要。电解抛光可以制备表面质量比较高,厚度最小可达几微米的金属箔材,密度与原料相同,而且不会产生内应力、表面硬化、表面沾污问题,是制备低表面粗糙度、具有块材组织结构和密度材料的一种重要手段。

摩擦条件对掺钨DLC膜摩擦磨损性能的影响

本研究利用SEM、AES、XRD、Raman谱仪、纳米压痕仪、划痕仪和球-盘磨损实验机对掺钨DLC膜的微观结构和摩擦学性能进行了研究,结果表明:掺钨DLC膜光滑致密,具有纳米晶碳化钨和非晶碳组成的复相结构;其硬度和弹性模量为19-23GPa和200-228GPa,膜/基结合力好;摩擦系数随着载荷的增加略有增加,转速对摩擦系数的影响较小;当载荷大于1.96N时,磨损率随着载荷增加急剧增大,磨损率随着转速的增加存在一个极小值;DLC膜的磨损主要是由基体塑性变形引起的梯度掺钨DLC膜内部不同亚层之间的剥离和DLC膜的断裂引起的。

磁控溅射工艺参数对钛钨合金膜电阻温度特性的影响

采用直流磁控溅射方法在载玻片上制备钛钨合金热敏感薄膜,测试了所制备的钛钨合金热敏薄膜在不同温度下的方块电阻,并根据测试曲线计算薄膜的电阻温度系数(TCR)。研究了工作气压、氩气流量以及溅射电流对钛钨合金膜TCR的影响,获得了最佳沉积工艺参数,即:溅射电流0.32A,工作气压0.8Pa,氩气流量60cm3/min。在此参数下制备的钛钨合金膜TCR为0.2%/K。测试结果也表明钛钨合金膜的时间稳定性好。

钼钨纳米合金膜的制备及其微结构研究

利用羰基金属气相沉积方法,在Al2O3陶瓷基片上,以Mo(CO)6+W(CO)6为源,制备了MoW纳米合金晶膜.采用XRD和SEM技术,并与相同条件制备的Mo膜比较,研究了MoW合金晶膜的微结构.结果表明:该法制备的薄膜是以纳米粒子状态存在、具有超微结构的多晶膜材料.

电解抛光法制备金属钨箔膜

研究了在硫酸甲醇体系中进行电解抛光制备状态方程(EOS)靶用钨薄膜。分析了钨的阳极极化曲线,对薄膜的表面形貌、晶粒取向、密度和厚度一致性进行了测试和分析,并制备出均方根粗糙度小于50nm、厚度一致性好于99%、能够保持原材料密度的钨箔膜,满足激光驱动材料高温高压状态方程研究的标准靶材料的需求,证明电解抛光是制备低表面粗糙度、块材密度的EOS所用金属箔材的有效手段。

掺钨类金刚石膜的制备与性能研究

采用无灯丝长条离子源结合非平衡磁控溅射的方法，在不同基体上制备了面积较大、光滑、均匀的掺钨类金刚石（W-DLC）膜层，用SEM、Raman、XPS、XRD、硬度计、划痕仪、摩擦磨损试验机等手段分析和研究了膜层的形貌、结构及部分性能．结果表明：膜／基硬度高，W—DLC／Si为Hv0.02515=3577；膜／基结合力在45-75N之间；摩擦系数小，抗磨损性能良好．

锡镀层钨-硫彩色簇合物膜的红外光谱和光电子能谱表征

目前,关于金属镀层表面钨-硫彩色簇合物功能修饰膜的研究较少。在Stb32钢板表面电镀锡,利用(NH4)2WS4溶液与锡镀层表面发生配位化学反应,得到钨-硫彩色簇合物膜,膜层具有金属光泽,加热处理后其颜色发生变化。用红外光谱(FT-IR)、远红外光谱(F-IR)、拉曼光谱(FT-Raman)和光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)研究了簇合物膜层的组成、结构和反应机理。结果表明,簇合物膜中存在W-S-Sn配位键、端基W-S和端基W-O键;膜层由W,S,Sn和O元素组成,在膜层表面W,S,Sn,O分别呈W6+,S6+,S4+,S2-,Sn2+,O2-形式;在膜内层W6+,W4+共存,其他元素分别呈Sn2+,S2-,O2-形式;膜为多分子层结构,膜层厚150~260 nm,其中红棕色膜层的组成(原子分数)为29.5%Sn,21.2%W,32.5%S,16.8%O。

应用于氧化铝共烧基板的厚膜钨导体浆料

概括介绍了应用于电力工业、军事、航天航空等行业的混合集成电路中厚膜钨导体浆料的配方和工艺,并综述了与氧化铝高温共烧的钨导体浆料的配方和组成中各因素,包括:粘结相的类型、钨粉的性质、有机载体的含量和流变学性质、丝网印刷和高温共烧的工艺参数对钨导体浆料性能的影响。

超音速火焰喷涂碳化钨与磁控溅射掺钨类金刚石膜复合涂层结构及性能

目的改善唇形油封与对磨旋转轴的密封效果,提高旋转轴的耐磨减摩性能,并延长唇形油封的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂方法在TC4钛合金试样上制备碳化钨涂层并进行磨削及抛光加工以获得光滑的表面,再利用离子源辅助磁控溅射方法制备掺钨类金刚石膜。采用扫描电子显微镜、摩擦磨损试验机和油封模拟试验台等手段对复合涂层的显微结构、摩擦磨损和密封性能进行系统表征。结果复合涂层中的超音速火焰喷涂碳化钨涂层显微结构均匀,碳化钨含量梯度变化的掺钨类金刚石膜厚度约为2.1~2.3μm。与超音速火焰喷涂碳化钨涂层相比,复合涂层与F223–15橡胶和石墨的摩擦因数及磨损量均有一定程度的降低,油封模拟试验中润滑油泄漏量显著减少,唇形油封唇口的磨损量更低,但密封试验后旋转轴表面磨痕中部DLC出现局部脱落迹象。结论超音速火焰喷涂碳化钨与磁控溅射掺钨类金刚石膜复合涂层具有优异的耐磨减摩作用,唇形油封的密封效果得到显著加强,具有作为唇形油封对磨转动部件表面强化涂层的潜力。

脉冲激光沉积无氢钨掺杂类金刚石膜的摩擦与机械性能

采用脉冲激光沉积技术制备出无氢钨掺杂非晶态类金刚石膜.膜中的钨含量与靶材中的钨含量保持稳定的线性关系,显示了脉冲激光沉积在难熔金属掺杂技术方面的亮点.由于碳-钨结构的形成和表面粗糙度影响,膜层的干摩擦系数随着钨含量的增加显现出先减后增的趋势,钨含量为9.67 at.%时达到最低值0.091.钨含量的增大降低了类金刚石膜纳米硬度和杨氏模量,但最佳的膜层耐磨性参数并非表现在硬度最大(52.2 GPa)的纯类金刚石膜中,而是出现在低掺杂含量(6.28 at.%)的类金刚石膜中.研究为脉冲激光沉积技术制备低摩擦、高硬度无氢钨掺杂类金刚石膜的应用提供了技术实践.

α-W膜在单晶硅基片上的共格生长及其力电性能的膜厚效应

以模板效应为手段,在单晶Si-(100)基片上借助预先沉积的Mo膜成功制备出共格生长的α-W薄膜.用X射线衍射、场发射扫描电镜和高分辨透射电镜分析薄膜微结构,用偏振相位移技术分析残余应力,用四点探针技术分析电阻率.结果表明:Mo模板诱导下共格生长出的α-W膜为等轴晶,Si基底上则为亚稳态β-W的非等轴晶.两组样品的电阻率和残余应力均随膜厚降低而升高,但β-W膜归因于晶粒尺寸减小,即晶界的大量增加;而α-W/Mo双层膜归因于两者之间共格界面的约束作用,当膜厚减至数十纳米后尤其如此.

发展中的钪酸盐钡钨阴极

本文全面系统地综述了钪酸盐钡钨阴极的发展趋向,并着重说明端层压制W+Sc_2O_3的浸渍型阴极发射电流密度大,抗离子轰击能力强的特性。

硬质合金钻具表面制备W-DLC薄膜性能研究

利用物理气相沉积(PVD)技术在硬质合金钻具表面制备了掺钨类金刚石薄膜(W-DLC),对薄膜的微观结构、形貌以及硬度、弹性模量和膜层附着性等力学性能进行了测试及分析,并在钛、铝为夹层材料的复合纤维增强层叠板上进行了批量钻孔应用验证。结果表明,在硬质合金钻具上所制备的WDLC薄膜膜层的结构均匀致密,表面较光滑,膜层中含有较多的sp3键,其硬度和弹性模量较高,同时膜层的附着性可以达到HF1级。批生产应用表明,在进口返磨钻具表面制备的W-DLC薄膜的使用寿命获得了极大的提高。