沉积速率及相关工艺条件对直流反应磁控溅射制备TiO_2薄膜性质的影响

在玻璃基板上用直流反应磁控溅射钛靶的方法制备TiO2 薄膜。在溅射总气压为 0 4Pa ,氧氩比分别为 1∶9,1∶5及 1∶3 2的情况下 ,调节溅射功率使沉积速率由 0 99nm/min变化到 12 12nm/min ,而且当基板温度为 34 0℃时 ,薄膜在可见光范围内的平均折射率基本不变 ,为 2 48± 0 0 3,而薄膜的表面形貌却有明显变化。XRD表明 ,在pO2 /pAr为 1∶9的条件下 ,薄膜中出现了TiOx(x <2 )的晶粒 ,但这对薄膜的光学性质并无影响。另外对TiO2

间断充氧提高TiO_2膜沉积速率的研究

用直流反应磁控溅射法,进行了连续充氧和不同周期间断充氧方式在玻璃基片上沉积TuO_2膜的实验。用得到的最佳间断充氧条件,TiO_2膜沉积速率是连续充氧条件的1.8倍。TiO_2膜组分、深度分布及理化性能与连续充氧无明显区别。

氮氩体积流量比对AlN薄膜生长取向、晶体质量及沉积速率的影响及机理分析

采用反应磁控溅射法,在溅射气压、溅射功率和衬底温度恒定的条件下,通过调控氮氩体积流量比,在单晶Si衬底上制备AlN薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究氮氩体积流量比对AlN薄膜的生长取向、晶体质量及沉积速率的影响规律并分析其机理。结果显示,提高氮氩体积流量比有利于AlN薄膜(002)择优取向的生长,但过高的氮氩体积流量比会降低薄膜的沉积速率。在溅射气压为5 mTorr(1 Torr=133.3 Pa)、溅射功率为500 W、衬底温度为200℃、氮氩体积流量(cm3/min)比为14∶6时,在单晶Si衬底上可以制备出质量较好的,具有良好(002)择优取向的AlN薄膜。研究结果可为反应磁控溅射制备高质量AlN薄膜提供工艺参数设置规律指导。

反应溅射制备AlN薄膜中沉积速率的研究

通过对溅射过程中辉光放电现象及薄膜沉积速率的研究 ,发现随着氮浓度的增大 ,靶面上形成一层不稳定的AlN层 ,由于AlN的溅射速率远小于Al,从而使薄膜的沉积速率显著下降。同时还研究了其它溅射参数对薄膜沉积速率的影响。结果表明 :随靶基距的增大和靶功率的减小 ,不同程度引起沉积速率的下降 ;随着溅射气压的增大 ,最初沉积速率不断增大 ,当溅射气压增大到一定程度时 ,沉积速率达到最大值 ,之后随溅射气压的增大 ,又不断减小。

N_2流量对反应共溅射TiN/Ni纳米复合膜结构和结合强度的影响

以高纯Ti和Ni为靶材,在不同N_2气流量下反应磁控共溅射了TiN/Ni纳米复合膜,采用原子力显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜和划痕试验研究了N_2气流量对复合膜微结构、界面结合力和摩擦系数的影响。结果表明,共溅射TiN/Ni纳米复合膜组织细小、表面光滑、致密。TiN为fcc结构,其择优取向为(111)面。随N_2气流量增加,复合膜孔隙率、晶粒尺寸和沉积速率均出现不同程度的下降;而膜表面粗糙度先减小后增大,界面结合力则先提高后下降。本实验条件下,在N_2气流量为16mL/min时所沉积的复合膜表面粗糙度最小、界面结合力最好,分别为2.75nm和44.6N,此时复合膜的摩擦系数最低,为0.14。

直流反应磁控溅射制备氧化铝薄膜

采用直流反应磁控溅射,以高纯Al为靶材,高纯O2为反应气体,在镍基合金和单晶硅基片上制备了氧化铝薄膜,并对氧化铝薄膜的沉积速率和表面形貌进行了研究。结果表明,氧化铝薄膜的沉积速率随溅射功率的增大先几乎呈线性增大而后增速趋缓;随溅射气压的增加,沉积速率先增大,在1.0Pa时达到峰值,而后随气压继续增大而减小;随Ar/O2流量比的不断增加,沉积速率也随之不断增大,但是随着负偏压的增大,沉积速率先急剧减小而后趋于平缓。用扫描电子显微镜对退火处理前后的氧化铝薄膜表面形貌进行观察,发现在500℃退火1h能够使氧化铝薄膜致密化和平整化。

射频磁控反应溅射制备HfO_2薄膜的工艺及电性能

采用射频磁控反应溅射法,以高纯Hf为靶材、高纯O2为反应气体,成功地在p型硅衬底上制备了高k栅介质HfO2薄膜,并对薄膜的沉积速率、成分和电学性能进行了研究。结果表明,薄膜沉积速率随射频功率增加而增大,随O2气流量增加而减小,随溅射气压增加呈先增大后减小的趋势。制备的薄膜中Hf和O元素的原子浓度比基本符合化学计量比。研究了薄膜的C-V特性;获得了O2流量、射频功率及退火温度对薄膜电学性能的影响规律。

射频磁控溅射SiO_2薄膜的制备与性能研究

采用磁控射频反应溅射法在单晶硅片上制备了二氧化硅薄膜。研究了制备工艺对薄膜沉积速率、表面形貌、折射率和电击穿场强的影响。结果表明:薄膜的沉积速率随氧分压的增加先急剧减小,稍有增加后再缓慢减小,而随溅射功率的增加几乎呈线性增长;薄膜表面均匀,平均粗糙度分别为1.740 nm(100 W)和2.914 nm(300 W),有随溅射功率的增加而增加的趋势;薄膜的折射率随着溅射气氛中氧气含量的增加而增加,最后稳定于1.46不变;薄膜的电击穿场强随溅射功率的增加先缓慢增加,然后缓慢减小,通过800℃/100 s的快速热处理,薄膜的电击穿场强明显升高。

反应RF磁控溅射法制备非晶氧化硅薄膜及其特性研究

在氧气和氩气的混合气体中 ,在没有额外加热的条件下用反应射频 (RF)溅射硅靶制备了非晶氧化硅(a- Si O2 )薄膜 ,并测试分析了薄膜的结构和电特性与 O2 / Ar流量比的关系。当固定氩气流量 ,改变氧气流量时 ,薄膜沉积速率先急剧减少 ,再增大 ,然后又减少。当 O2 / Ar≥ 0 .0 75时 ,得到满足化学配比的氧化硅薄膜。并且 ,随着 O2 / Ar流量比的增大 ,薄膜的电阻、电场击穿强度都有所增大 ,而在 HF缓冲溶液 (BHF)中的腐蚀速率下降。所有的样品中无明显的 H- OH水分子的红外吸收峰。比较发现反应射频 (RF)磁控溅射法制备的a- Si O2 薄膜具有良好的致密性和绝缘性。

HfO2薄膜的制备与光学性能

采用射频磁控反应溅射法，以高纯热压HfO2陶瓷为靶材，在Si衬底上成功制备出HfO2薄膜。系统研究了工艺参数对薄膜沉积速率的影响规律，并对薄膜的光学性能进行了研究。结果表明，射频功率对薄膜沉积速率的影响最为明显，O2／Ar流量比和衬底温度对沉积速率的作用不明显，所制备薄膜的折射率较高在近红外波段趋于1．95，在500-1650nm波段范围内薄膜几乎无吸收，透过率较高。

反应RF磁控溅射法制备氧化铝薄膜及其介电损耗

在氧气和氩气的混合气氛中 ,利用反应射频磁控溅射铝靶制备了非晶氧化铝薄膜 ,其直流介电强度为 3～ 4MV/cm。当固定氩气流量 (压力 ) ,改变氧分压时 ,薄膜沉积速率先减小 ,再增大 ,然后又减小。适当的低工作气压和溅射功率下 ,薄膜的介电损耗可以达到 0 4% ,小于已报道的关于非晶氧化铝薄膜的损耗。从 1 0 0Hz到 5MHz。

中频磁控反应溅射AlN薄膜及微观结构研究

采用中频磁控反应溅射工艺进行了氮化铝薄膜的制备,对沉积速率、晶体结构和表面形貌与氮气流量和溅射功率之间的变化关系进行了研究。结果表明,通过调节N2流量和溅射功率选择性地获得非晶态和沿着c轴方向择优生长的晶态AlN薄膜。在化合物沉积模式下,增加溅射功率和增加反应气体流量均有利于获得非晶态AlN薄膜,并且减小薄膜表面粗糙度,获得光滑的AlN薄膜,并采用薄膜生长原理对这种现象进行了解释。

首饰基材表面反应磁控溅射SiO_(2)薄膜工艺

采用反应磁控溅射工艺在S950首饰基材表面沉积防指纹用的SiO_(2)薄膜,研究了氧气流量、氧气体积分数、溅射电流和沉积时间对沉积速率和薄膜化学组成的影响。结果表明,膜层沉积速率随着溅射电流增大而快速增加,随着氧气流量增加而先升后降,随着氧气体积占比增加而先略升后稳定,随着镀膜时间的延长而略降。膜层的氧硅原子比随着氧气流量增加而快速增加,随着氧气体积分数增加而略有增加,随着溅射电流以及沉积时间的增加而降低。

钛合金表面无氰电刷镀银的研究与应用

采用有机胺络合剂配制的无氰电刷镀银溶液,可以对特大型钛合金零件进行功能性表面电刷镀银加工,镀厚能力大于50μm,500℃加热银镀层不起皮,不变色,而且施工方便,安全可靠。

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。

反应溅射 Ge_XC_(1-X) 薄膜的沉积速率

系统地研究了射频磁控反应溅射中工艺参数对ＧｅＸＣ１－Ｘ薄膜沉积速率的影响。结果表明，当气体流量比超过某值后，沉积速率有较大的下降。沉积速率随射频功率的增大而增大。某工作气压下有沉积速率的最大值。薄膜厚度随时间的增长规律在出现靶中毒及未出现靶中毒的情况下略有差别。

射频磁控反应溅射法制备Y_2O_3薄膜的工艺研究

采用射频磁控反应溅射法制备氧化钇(Y2O3)薄膜。系统研究了工艺参数对Y2O3薄膜沉积速率的影响规律,使用X射线光电子能谱仪(XPS)分析表征了薄膜的成分。结果表明,Y2O3薄膜的沉积速率随射频功率的增大而增大,在合适的溅射压强下沉积速率呈现极大值,O2/Ar气体流量比和衬底温度的影响不明显,对此从理论上进行了解释。制备的薄膜中Y和O元素的原子浓度基本符合Y2O3的化学计量比。

射频磁控反应溅射制备Al_2O_3薄膜的工艺研究

采用射频磁控反应溅射法,以高纯Al为靶材,高纯O2为反应气体,在不锈钢和单晶Si基片上成功地制备了氧化铝A(l2O3)薄膜,并对氧化铝薄膜的沉积速率、结构和表面形貌进行了研究。结果表明,沉积速率随着射频功率的增大先几乎呈线性增大而后缓慢增大;随着溅射气压的增加,沉积速率先增大,在一定气压时达到峰值后继续随气压增大而减小,同时随着靶基距的增大而减小;随着氧气流量的不断增加,靶面溅射的物质从金属态过渡到氧化物态,沉积速率也随之不断降低。X射线衍射图谱表明薄膜结构为非晶态;用原子力显微镜对薄膜表面形貌观察,薄膜微结构为柱状。

磁控反应溅射沉积AlN薄膜的制备工艺

采用反应磁控溅射的技术，利用高纯氮气和氩气混合气体在K9玻璃基片上沉积了AlN薄膜．通过正交实验，分析了工艺参数与沉积速率的关系．研究了氮气浓度对透过率的影响．实验结果表明：在各工艺参数中靶功率对沉积速率影响最大，靶功率为1．0kW，氮气浓度控制在25％～35％时薄膜的性能良好，沉积速率为39nm／min，薄膜在可见光区域平均透过率为90％．该薄膜可以广泛用于光学薄膜和压电薄膜材料．

中频反应磁控溅射制备氧化铝薄膜的工艺探索

采用中频反应磁控溅射工艺进行氧化铝薄膜的沉积实验,研究了反应气体(O2)含量和溅射功率与薄膜沉积速率的关系,并探讨了氧化铝薄膜制备过程中存在的“迟滞回线”问题.