溅射技术在制备SiC薄膜中的应用

近20年以来，薄膜科学得到迅速发展，不仅得益于薄膜材料可能具有力、热、光、电、磁、仿生或化学等各种特性，可以使器件小型化，而且也得益于各种薄膜制备手段的进步．其中，溅射技术已成为几种重要的制备薄膜的手段之一．广泛应用于制备超硬涂层、耐磨涂层、耐腐蚀涂层以及具有电学、光学、半导体等性质的薄膜，SiC薄膜就是其中很有发展前景的一种．本文将介绍溅射原理、薄膜制备技术，着重介绍溅射法在制备SiC薄膜中的应用和前景展望。     

直流四极溅射工艺研究

用溅射方法可制备高熔点金属等各种材料的薄膜,并且具有粘着力强、膜厚容易控制等优点,已被科研和工业部门广泛应用. 在各种类型的溅射方法中,直流三极或四极溅射不存在射频溅射具有的那种高频辐射,故为人们乐于采用.同时,它的可调参数较多,特别适用于各种探索性的科研工作. 溅射工艺要注意的主要问题是要减少污染.尤其是在制备钨、铌、钽、钼、钛等高熔点金属薄膜时,由于高熔点金属薄膜在生长过程中对环境中的活性气体特别敏感,改善溅     

磁控溅射法制备铝掺杂氧化锌薄膜研究进展

铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜是一种n型半导体光学透明薄膜,具有优异的光电转换特性.综述了磁控溅射法制备AZO薄膜的研究现状.介绍了衬底温度、溅射功率、氧分压、溅射角度、衬底类型和退火温度等工艺参数对AZO薄膜的微结构、表面形貌和光电性能的影响.展望了其今后的研究方向和应用前景.     

热处理对离子束溅射Ni-Cr薄膜性能和结构的影响

采用低能离子束溅射技术制备Ni-Cr合金薄膜,并对Ni-Cr合金薄膜进行快速热处理.用小角度X射线衍射仪、扫描电镜、原子力显微镜、α-台阶仪、四探针仪等测量薄膜的结构、形貌、厚度及电子学特性.研究结果表明：采用低能离子束溅射技术结合快速热处理工艺可以制备性能优良的Ni-Cr合金薄膜,薄膜的厚度与溅射时间呈正比;经过350℃及以上温度快速热处理后,溅射非晶态Ni-Cr合金薄膜发生晶化;溅射态合金薄膜方块电阻与溅射时间呈反比;薄膜方块电阻随热处理温度的升高而降低,经450℃/600 s热处理后薄膜方块电阻不发生变化.     

射频反应磁控溅射制备氧化铬薄膜技术及性能

研究了采用射频反应溅射方法制备氧化铬耐磨镀层的技术和薄膜的性能.结果表明,采用金属靶材进行射频反应溅射时,由于靶材与反应气体的反应,会出现两种溅射模式,即金属态溅射和非金属态溅射,非金属态溅射模式的沉积速率很低.氧化铬薄膜的硬度主要决定于薄膜中Cr2O3含量,在供氧量不足时会生成低硬度的CrO,制备高硬度氧化铬薄膜需要采用尽可能高的氧流量进行溅射.采用在基片附近局域供氧,可以实现高溅射速率下制备出高硬度的氧化铬薄膜.     

磁控溅射参数对钛酸锶钡薄膜生长及介电性能的影响

在Pt/Ti/SiO2/Si(110)衬底上利用射频磁控溅射法制备了Ba1-xSrxTiO3(BST)薄膜.基于薄膜的形核理论,研究了成膜时间、衬底温度、溅射功率、溅射气压、氧氩比、退火热处理等参数对薄膜的表面形貌和介电性能的影响.结果表明:在其他溅射参数一定的条件下,薄膜的厚度随溅射时间成指数关系增长;在退火温度600℃下热处理20min薄膜完全晶化;调节衬底温度、溅射功率、溅射气压等参数有助于制备出表面致密、晶粒大小均匀、具有高介电常数和低损耗的BST薄膜.     

〈101〉取向织构氮化铝薄膜的制备研究

采用直流溅射法在室温条件下制备〈101〉取向织构的氮化铝(AlN)多晶薄膜,研究实验条件(溅射功率、氩气和氮气流量等)对氮化铝薄膜的成膜速率、结构、颗粒度、应力等性能的影响,得到了较佳的制备条件.本研究结果具有成膜温度低、溅射功率小、沉积速率高和薄膜高度织构等优点,对高性能氮化铝薄膜的制备及应用研究具有一定的参考价值.     

CZTS薄膜制备的研究进展

Cu2ZnSnS4(CZTS)具有与太阳光谱非常匹配的禁带宽度以及高的吸收系数,这使得CZTS薄膜成为一种最具潜力的新型太阳能电池薄膜吸收层材料。因此研究和完善CZTS薄膜的制备技术并提高薄膜质量及性能成为重要的研究课题。本文主要介绍四种CZTS薄膜的制备方法:磁控溅射、共蒸发、混合溅射、电子束蒸发硫化法。     

磁控共溅射法制备Zn_(1-x)Cr_xO薄膜及其结构性能

本文采用磁控共溅射方法在玻璃衬底上制备了Cr掺杂ZnO薄膜,通过改变Cr溅射功率,从而改变Cr的掺杂量.介绍了Zn1-xCrxO薄膜的制备方法,分别用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对不同Cr溅射功率的一系列薄膜的结构,成份、元素含量及价态等性能进行了分析.结果表明,Cr溅射功率为20 W的样品,具有最好的c轴择优取向,Cr以+3价形式掺入薄膜中,Cr3+替代了部分Zn2+.     

<101>取向织构氮化铝薄膜的制备研究

采用直流溅射法在室温条件下制备<101>取向织构的氮化铝(AIN)多晶薄膜,研究实验条件(溅射功率、氩气和氮气流量等)对氮化铝薄膜的成膜速率、结构、颗粒度、应力等性能的影响,得到了较佳的制备条件.本研究结果具有成膜温度低、溅射功率小、沉积速率高和薄膜高度织构等优点,对高性能氮化铝薄膜的制备及应用研究具有一定的参考价值.     

N掺杂SiC薄膜的制备及磁有序

采用磁控溅射技术制备了N掺杂SiC薄膜,利用X线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、物理特性测试系统对薄膜成分、结构、磁性进行了表征.结果表明,N掺杂SiC薄膜具有室温铁磁性,N掺杂含量对薄膜的室温铁磁性具有很大的影响,薄膜室温铁磁性可能是由于N替代C来控制Si空位缺陷的电荷态和自旋极化产生的.     

LiH薄膜制备技术进展

纳米厚度、表面光滑的氢化锂薄膜的制备研究具有十分重要的意义。综述了氢化锂薄膜的制备方法:电阻蒸发法和磁控溅射法。比较研究后认为这两种制备方法制备的氢化锂薄膜,表面粗糙度高,不能达到软x射线多层膜的要求。而脉冲激光气相沉积法可以制备表面超光洁,厚度最小为几个纳米的薄膜,是制备表面光滑的薄膜的一种重要制备方法。     

射频共溅射SiC薄膜的制备和特性研究

用射频共射复合靶技术和Ｎ２气保护下高温退火的后处理方法,在Ｓｉ衬底上制备出了碳化硅薄膜,通过傅里叶变换红外光谱、室温光致发光谱、电阻率－温度关系谱、Ｘ射线光电子谱等测量手段,研究了淀积膜和不同温度退火薄膜的结构、电学和光致发光等性质。     

TiN薄膜的溅射制备工艺及光学性能

在SPF－430H射频磁控溅射系统上用反应溅射方法制备TiN薄膜．研究了制备工艺，讨论了薄膜的光学性能与溅射工艺参数的关系．实验结果表明，在优化制备工艺基础上能制备出具有优良光学性能（高折射率、高透射率）的TiN薄膜．     

退火条件对氧化钒薄膜电学性能的影响

文中采用射频反应溅射法制备氧化钒薄膜,并用三段式控温退火炉对薄膜进行快速升降温退火处理.文中重点就退火条件对氧化钒薄膜的电学性能的影响进行了研究.研究结果表明:退火时间和退火温度均对薄膜电学性能有较大影响,考虑到氧化钒薄膜热敏性能要求,兼顾微测辐射热计制备工艺(即微电子机械系统(简称MEMS)工艺)要求,退火时间约1～...     

沉积温度对VC纳米薄膜摩擦学性能的影响

采用磁控溅射技术沉积碳化钒(VC)纳米薄膜, 研究温度对VC薄膜的微观结构、 力学及摩擦磨损性能的影响, 并分析其内在关系. 结果表明, 沉积温度升高对VC薄膜的相结构和摩擦系数影响较小, 有利于降低薄膜中的应力和粗糙度, 可提高薄膜的硬度.     

类金刚石薄膜的拉曼光谱研究

采用直流磁控溅射的方法在不同工艺参数(气压和功率)下制备出不同性质的类金刚石(DLC)薄膜,并利用拉曼光谱对其进行表征.实验结果表明工作气压对DLC薄膜性质的影响非常显著,而溅射功率对其的影响较小.功率在100 W下制备的DLC薄膜,I(D)/I(G)值从1.4减小到0.7随着气压从0.3 Pa增加到3 Pa;气压在0.3 Pa下制备的DLC薄膜,I(D)/I(G)值随着功率从30 W增加到300 W只有略微的增加.这是因为气压的升高会增加溅射出来的碳粒子与气体之间的碰撞次数,经过多次的碰撞会随碳粒子的尺寸进一步减小,从而得到更为无序的DLC薄膜;而功率影响的主要是溅射率,对DLC薄膜的溅射过程影响很小.DLC薄膜的I(D)/I(G)值随着薄膜厚度的增加先减小后增加,这是受基底界面和基底温度共同影响所导致的.     

纳米4H-SiC薄膜的光学性质研究

SiC薄膜具有结构不易控制,透明性较差的特点,采用PECVD方法淀积的纳米SiC薄膜经光学透过率测试表明,在637nm和795nm处高的光透过率,并且当薄膜的厚度增大时,仍然具有高透过率的特性,这一结果表明,PECVD技术具有制备结构均匀,透明的纳米SiC薄膜的优势,同时,在与非晶SiC薄膜进行对比中发现非晶SiC薄膜的透过率不如纳米SiC薄膜。     

无定形氢化碳薄膜的制备方法

无定形氢化碳(a-C∶H)薄膜由于具有许多独特的性质,近年米受到研究工作者们的嘱目。本文详细介绍了 a-C∶H 薄膜的各种制备方法,包括等离子体淀积法、离子束法、溅射法和化学汽相淀积法等,给出了某些典型的实验条件。文中还讨论了制备膜的性质及其与制备条件之间的关系,氢和氧含量以及掺杂对膜特性的影响。最后,展望了 a-C∶H 薄膜的应用前景。     

无镉ZnO缓冲层的柔性CZTSSe太阳电池

针对铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜太阳电池中CdS缓冲层带隙较小造成光损耗和Cd元素的毒性问题,提出无镉环保型CZTSSe太阳电池,分别采用溅射法和旋涂法来制备ZnO薄膜以替代CdS缓冲层.薄膜形貌表征及器件性能测试表明,相比旋涂法,溅射法制备的ZnO的薄膜质量及其CZTSSe器件性能明显更好,器件的光电转换效率（PCE）从1.0%提升到4.5%.同时,相比于CdS（E_g=2.4 eV）, ZnO具有更大的带隙（E_g=3.3 eV）,去除CdS膜层后,薄膜和器件在蓝光区具有更高的透光率和更好的光吸收.该设计为制备柔性CZTSSe太阳电池提供了一种新策略.