高离化率电-磁场协同增强HiPIMS高速沉积特性

为了使高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术在保持高离化率的条件下实现HiPIMS高速沉积过程,采用电场与磁场双外场协同作用改善HiPIMS放电与沉积特性.研究了电-磁场协同增强HiPIMS((E-MF)HiPIMS)和常规HiPIMS制备钒膜时的基体离子电流密度、发射光谱、钒膜表面形貌及表面粗糙度、截面形貌及沉积速率等,并探讨了(E-MF)HiPIMS模式的放电机理.研究表明:与HiPIMS相比,钒靶(E-MF)HiPIMS放电时的平板工件基体离子电流密度峰值增加了6倍,铜靶(E-MF)HiPIMS放电时的筒状工件基体离子电流密度峰值增加了13倍.(E-MF)HiPIMS放电时的Ar 0谱线、Ar+谱线、V 0谱线和V+谱线强度均显著增强,氩和钒的粒子离化率增加.(E-MF)HiPIMS制备的钒膜由V(111)和V(211)组成.(E-MF)HiPIMS制备的钒膜表面更加光滑平整且表面粗糙度由15.0 nm减小为9.6 nm;钒膜生长结构更加致密且沉积速率增加了约30%,而筒状工件转动条件下(E-MF)HiPIMS制备的铜膜的沉积速率增加了约50%.(E-MF)HiPIMS是一种高离化率高沉积速率的新型放电模式,该方法可有效规避常规HiPIMS较低沉积速率的技术缺陷.

外部磁场对电-磁场协同增强HiPIMS放电及V膜沉积与性能的调制

为了获得新型HiPIMS稳定放电及制备优质膜层时的最优外部磁场参数,研究外部磁场变化对电-磁场协同增强高功率脉冲磁控溅射((E-MF)HiPIMS)放电及沉积特性的调制过程。在其他工艺参数保持不变的情况下,研究了外部磁场(线圈电流)对HiPIMS钒(V)靶放电规律以及V膜微观结构和性能的影响。采用数字示波器监测HiPIMS放电行为,利用XRD、SEM、AFM、摩擦磨损试验机及电化学腐蚀法等表面分析方法,研究V膜相结构、表面形貌、截面形貌、耐摩擦磨损性能及耐腐蚀性能等沉积特性。结果表明:随线圈电流的增加,基体离子电流密度逐渐增加,当线圈电流为6 A时基体离子电流密度最高可达209.2 mA/cm^(2)。V膜的相结构仅为V(111)但其晶面衍射峰强度随线圈电流的增加而逐渐增加。V膜表面呈现出典型的圆凹坑状形貌特征,其表面粗糙度先减小后增大且最小仅为10 nm。当线圈电流(<4 A)较低时V膜生长表现为致密细小的晶体生长结构,膜层沉积速率随着线圈电流的增加而增加。当线圈电流为4 A时,V膜样品的摩擦系数最小、耐磨性最优,同时V膜样品具有最好的耐蚀性。

氧离子束辅助激光制备具有织构的YBCO薄膜

应用氧离子束辅助准分子脉冲激光沉积薄膜技术，先在ＮｉＣｒ合金（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ ｃ－２７５）基底上在室温下淀积具有平面织构的钇稳锆（ＹＳＺ） 缓冲层薄膜，再在 ＹＳＺ／ＮｉＣｒ基底上在 ７５０℃下制备具有平面织构和高临界电流密度的 ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－Ｘ（ＹＢＣＯ）薄膜、 ＹＳＺ和 ＹＢＣＯ薄膜都为 ｃ－轴取向和平面织构的， ＹＳＺ（２０２）和 ＹＢＣＯ（１０３）的 Ｘ射线扫描衍射峰的全宽半峰值分别为 １８＇和 １１＇．ＹＢＣＯ薄膜的临界温度和临界电流密度分别为 ９０Ｋ（Ｒ＝０）和 ７．９ｘ１０５Ａ／ｃｍ２（７７Ｋ，零磁场）．

氧离子束辅助激光制备平面织构的YBCO膜

应用氧离子束辅助准分子脉冲激光沉积薄膜技术 ,先在不锈钢基底上室温下淀积出平面织构的钇稳锆(YSZ)缓冲层薄膜 ,再在YSZ/不锈钢上 750℃下制备出了平面织构和高临界电流密度YBa2 Cu3 O7-x(YBCO)薄膜 .YSZ和YBCO薄膜都为C 轴取向和平面织构的 ,YSZ( 2 0 2 )和YBCO( 1 0 3 )的X射线 (扫描衍射峰的全宽半峰值分别为 2 0°和 1 2°.YBCO薄膜的临界温度和临界电流密度分别为 91K(R =0 )和 7.2× 1 0 5A/cm2 ( 77K ,无外磁场 ) .

一种高密度薄膜多层布线基板BCB通孔制作技术

为提高高密度薄膜多层布线基板的BCB通孔质量,提出一种高密度、微小通孔的间歇旋转喷淋显影新方法,利用激光扫描共聚焦显微镜和扫描电镜,对间歇旋转喷淋显影和传统浸没显影的BCB通孔显微形貌和微观结构进行了对比分析,同时,用扫描电镜和四探针测试仪,对间歇旋转喷淋显影的BCB通孔导通电阻及通孔互连剖面进行了研究.结果表明:间歇旋转喷淋显影与传统浸没显影相比,50和20μm通孔内部显影充分,通孔轮廓边缘光滑;通孔内部基本没有杂质富集,无BCB胶底膜残存.不同位置区域对通孔导通电阻影响较小,50和20μm通孔导通电阻平均偏差均小于1 mΩ;而不同的显影时间和喷淋压力对通孔导通电阻影响较大,当显影时间为65～90 s,或当喷淋压力为5～20 MPa时,50μm通孔导通电阻均下降至10 mΩ,20μm通孔导通电阻均下降至40 mΩ; 50和20μm通孔台阶覆盖良好.采用此显影方法制作出高密度薄膜多层布线基板实物,互连导通率均达到100%.

大面积高密度多层厚膜表面组装件的研制

介绍了研制大面积高密度多层厚膜表面组装件的概况及组装设计与制造工艺上所采取的措施。该组装件尺寸为９５ｍｍ×６７ｍｍ×１ｍｍ，布线密度为１２．５根／ｃｍ，介质通孔密度７．８个／ｃｍ２，元器件总数为１２２只，显示了该组装件的组装工艺水平。

基于抛光基材的热蒸镀铜箔生长高平整单层石墨烯薄膜

在石墨烯的化学气相沉积工艺中,铜箔是决定石墨烯薄膜质量的重要因素。传统铜箔由于制备工艺的限制,存在大量的缺陷,导致石墨烯薄膜的成核密度较高。本工作选用抛光铝板、抛光不锈钢板、微晶玻璃和SiO_(2)/Si作为基材,用热蒸镀法制备了不同粗糙度的铜箔,并详细讨论了以该系列铜箔生长高平整度石墨烯薄膜的条件及铜箔对石墨烯薄膜品质的影响。实验结果表明,铜箔以(111)取向为主,与基材分离后,表面具有纳米级平整度。在生长石墨烯后,从SiO_(2)/Si剥离的铜箔成核密度是4种基材中最小的。同时,从SiO_(2)/Si剥离的铜箔晶体结构变化最不明显,具有良好的结晶性,表面几乎不存在铜晶界缺陷。当压强为3000 Pa,氢气和甲烷流速分别为300 mL/min和0.5 mL/min时,可以获得约1 mm横向尺寸的石墨烯单晶晶畴。

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.