反应溅射Nb-Si-N薄膜的微结构与力学性能

在Ar、N2和SiH4混合气体中,通过反应磁控溅射方法制备了一系列不同Si含量的Nb-Si-N复合薄膜,采用EDS、XRD、TEM、AFM和微力学探针表征了复合薄膜的成分、相组成、微结构和力学性能.结果表明,采用反应磁控溅射技术通过控制混合气体中SiH4分压可以方便地获得不同Si含量的Nb-Si-N薄膜.少量Si的加入使薄膜得到强化,并在Si含量为3.4%时达到硬度和弹性模量的最高值,分别为53 GPa和521 GPa.进一步增加Si含量,薄膜的硬度和弹性模量逐步降低.Nb-Si-N薄膜力学性能的提高与其晶体缺陷的增加有关.     

TiN/AlN纳米多层膜的制备及力学性能

采用多靶反应磁控溅射法制备了ＴｉＮ／ＡｌＮ纳米多层膜,并通过ＸＲＤ、ＴＥＭ和显微硬度计对多层膜的调制结构和力学性能进行了研究．结果表明,反应磁控溅射法制得的纳米多层膜调制界面平直清晰;薄膜的硬度随其调制周期Λ的减小而单调增加,硬度在Λ＝２ｎｍ时达到最大值ＨＫ３２．９３ＧＰａ．     

退火对非晶Al2O3高k栅介质薄膜特性的影响

利用射频反应溅射方法制备了Al2O3非晶薄膜,用椭圆偏振仪获得了薄膜的厚度,用高频C-V和变频C-V及J-V测量了薄膜的电学特性,用X射线以衍射(XRD)检测了薄膜的结构,用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌.实验得到了电学特性优异的薄膜样品,对薄膜的退火研究发现,氮气低温退火使Al2O3薄膜的介电常数得到了提高并使漏电流特性得到了改善.可以认为,氮气退火消除了薄膜中原有的缺陷,并使得薄膜更加致密是主要的原因,而过高温度的退火会导致氧化铝中少量的氧的损失,从而导致了氧化铝层中固定电荷密度的增大,进而出现了大的平带电压.XRD显示样品的非晶特性非常稳定,AFM显示薄膜表面非常平整,能够满足大规模集成电路短期的发展需要.     

RF反应溅射法制备高度取向生长的透明多晶ZnO薄膜

采用 RF反应溅射法在普通玻璃衬底上制备了具有良好 c轴取向性的透明多晶 Zn O薄膜 .由 X射线衍射技术 (XRD)分析了样品结构与沉积条件的关系 .溅射气体中 O2 分压比 R(PO2 /PAr)和衬底温度 Ts 对 Zn O薄膜的结构有显著和相似的影响 ,达到最佳点之前 ,这两个参数与Zn O薄膜质量是正相关的 ,随后薄膜质量随 R和 Ts 的增大而急剧下降 .在最佳沉积条件下得到的样品 XRD谱中只有 (0 0 2 )一个衍射峰 ,此衍射峰半高宽 (FWHM)仅为 0 .2 0°,由此计算得到晶粒大小为 4 2 .8nm.同时还发现所有薄膜中都有垂直于 c轴的压应变存在 ,并且随着衬底温度的升高而减小 .由薄膜折射率数据计算得到的薄膜堆积密度达到 97% ,在 30 0～ 10 0 0 nm波长范围内样品的平均透过率达到 92 % ,表明样品具有良好的致密度和透明性     

用PEM监控制备TiO_2薄膜及其光学性能的研究

使用金属钛作靶材,利用中频反应磁控溅射方法在玻璃基底上制备了TiO2薄膜.为使反应溅射的工作点能够稳定在"过渡区",使薄膜获得理想的化学配比和较高的沉积速率,使用了等离子体发射光谱监控法(PEM)对溅射过程进行控制.利用台阶仪测膜厚,用X射线衍射仪、原子力显微镜、分光光度计以及光学薄膜测试分析仪等手段对TiO2薄膜的结构以及光学性能进行表征,研究了不同工艺条件对薄膜结构和光学性能的影响.结果表明,较高的PEM工作点下制备的TiO2薄膜具有较高的折射率,使用PEM控制的中频反应磁控溅射方法可以制备出性能良好的TiO2光学薄膜.     

反应溅射电压反馈智能控制的实现

磁控反应溅射中的电压波动是行业中普遍公认的难点,我们将PLC逻辑控制与先进的模糊控制结合,建立模糊逻辑,根据理论及实践经验自行设计专家系统判断程序,根据内置的逻辑判断及数据计算动态调整磁控反应溅射的电压——流量对应关系,减轻人为因素对产品质量造成的影响。这是一套磁控反应溅射电压控制的通用程序,在氮化铝反应溅射使用中电压的稳定性由目前行业中的波动±10V减低到了±1V,解决了氮化铝反应溅射电压波动大的难题,保证了生产的稳定。     

退火冷却速率对a—Si_(1-x)Ge_x:H薄膜电导的影响

本文比较全面地研究了退火冷却(即热淬火)对反应溅射a—si_1_rGe_x:H薄膜电导的影响,测量了热淬火态引起的热诱导电导.结果表明:电导的改变强烈地依赖于热历史:热诱导电导向平衡态的弛豫过程遵从指数衰减规律;弛豫时间是热激活式的.     

C轴择优取向AlN薄膜的制备研究

采用直流磁控反应溅射法制备AlN薄膜.研究了靶基距、衬底温度和电极材料对AlN薄膜择优取向的影响.用XRD、AFM表征了AlN薄膜的结构、表面形貌.结果表明衬底温度为300℃、靶基距为3cm,在Pt电极上可沉积高质量的C轴择优取向AlN薄膜.     

反应溅射中靶材成份对Si－Cr－Ni－O薄膜形成的XPS分析

本文用通氧反应溅射法制备了Ｓｉ－Ｃｒ－Ｎｉ－Ｏ薄膜，用ＡＥＳ和ＸＰＳ测定和分析了所制得的薄膜，发现靶村组份配比的改变将导致构成薄膜的化合物种类的改变，Ｓｉ含量的提高有阻碍Ｃｒ参与氧化的趋势，通氧量和热处理对薄膜的氧化起着一定的作用．     

低温衬底的射频反应溅射法制备a—SiO2薄膜的研究

低温衬底使器件在制膜过程中避免热伤害。研究得到强水冷衬底的射频反应溅射法制备ａ－ＳｉＯ２薄膜的最佳工艺条件。所制得的薄膜具有好的致密度和抗腐蚀性。