不同靶材制备ZrW_2O_8薄膜的对比研究

分别采用摩尔比n(WO3):n(ZrO2)=2.8:1复合陶瓷靶材、纯ZrW208陶瓷靶材以及WO3和ZrO2双靶,以射频磁控溅射法在石英基片上沉积制备ZrW2O8薄膜.利用x射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了退火温度对采用不同靶材沉积制备薄膜的相组成和表面形貌的影响;用划痕仪、表面粗糙轮廓仪测量薄膜与基片之间的结合力和薄膜厚度.试验结果表明:采用不同靶材磁控溅射制备的薄膜均为非晶态,经过不同温度退火后,不同靶材制备的薄膜的相组成和表面形貌有所不同,但在高温1200℃热处理3 min后均得到立方相ZrW2O8薄膜,其中采用WO3和ZrO2双靶交替磁控溅射制备的立方相ZrW2O8薄膜纯度最高,致密度好,且薄膜与基片之间结合力良好.     

氧化锌铝(ZAO)陶瓷靶材制备及其薄膜性能

溶胶-凝胶方法制备的ZnO和Al2O3混合粉末经冷压预成型加真空低压烧结,制备了高致密度(相对密度99%)、低成本的ZAO陶瓷靶材.研究了ZAO靶材与无氧铜的粘接性能.用中频交流磁控溅射ZAO靶材的工艺制备了ZAO薄膜.利用SEM和XRD分析测试了陶瓷靶材断口形貌以及靶材和薄膜的结构.试验结果表明制得的ZAO靶材具有良好的粘接性和溅射性能,内部组织致密,靶材中有明显的ZnAl2O4相.在优化沉积工艺条件下,制备的ZAO薄膜方块电阻为35 Ω,电阻率可达3.84×10-4 Ω·cm,可见光透过率(λ=550 nm)可达91.1%.沉积态的ZAO薄膜具有很好的结晶性,并呈现(002)择优取向.ZAO薄膜有明显的紫外吸收限,带隙Eg约为3.76 eV.ZAO靶材的工业化磁控镀膜试验也取得了较好的结果.     

射频磁控溅射制备负热膨胀ZrW2O8薄膜的应力特性研究

采用ZrW2O8陶瓷靶材,以射频磁控溅射法在单晶硅基片上沉积制备了ZrW2O8薄膜。用X射线衍射仪和热膨胀仪分析了靶材的成分和热膨胀性能;用X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜分析了薄膜的组分及其表面形貌;用表面粗糙轮廓仪和薄膜应力分布测试仪测量了薄膜的厚度和应力。实验结果表明:制备的ZrW2O8靶材纯度高且具有良好的负热膨胀性能,磁控溅射沉积制备的ZrW2O8薄膜和靶材保持良好的化学成分一致性,且表面平滑、致密,在750℃热处理3 min后薄膜表面晶粒明显长大,并出现孔洞缺陷;衬底未加热时沉积制备的ZrW2O8薄膜选区应力差最小,应力分布最均匀,随着热处理温度和衬底温度的提高,由于薄膜和衬底的热膨胀系数的差异较大,薄膜选区内的应力差增加,薄膜应力分布不均性增大。     

集成电路电极布线用铝合金薄膜及其溅射靶材

近年来 ,铝合金薄膜广泛用作半导体集成电路的电极布线材料。作为制备溅射薄膜材料的铝合金靶材也获得了相应的应用。本文介绍了集成电路电极布线用铝合金薄膜及其溅射靶材的种类和性能 ,铝合金靶材的制备工艺以及铝合金靶材的发展趋势。     

铝合金功能薄膜与溅射靶材

近年来 ,铝合金广泛用于生产多种功能薄膜。作为制备高性能溅射薄膜用的铝合金靶材也得到了相应的应用。本文重点介绍应用于不同领域的几种铝合金功能薄膜 ,简述了铝合金薄膜与溅射靶材的制备工艺、铝合金靶材的显微结构及其对溅射薄膜性能的影响 ,最后指出了铝合金薄膜及溅射靶材的发展趋势     

铝合金功能薄膜与溅射靶材

近年来,铝合金广泛用于生产多种功能薄膜,作为制备高性能溅射薄膜用的铝合金靶材也得到了相应的应用。本重点介绍应用于不同领域的几种铝合金功能薄膜,简述了铝合金薄膜与溅射靶材的制备工艺、铝合金靶材的显微结构及其对溅射薄膜性能的影响,最后指出了铝合金薄膜及溅射靶材的发展趋势。     

集成电路电极布线用铝合金薄膜及其溅射靶材

近年来,铝合金薄膜广泛用作半导体集成电路的电极布线材料。作为制备溅射薄膜材料的铝合金靶材也获得了相应的应用。本文介绍了集成电路电极布线用铝合金薄膜及其溅射靶材的种类和性能,铝合金靶材的制备工艺以及铝合金靶材的发展趋势。     

磁性陶瓷靶材的制备及其应用研究

薄膜制备过程中溅射靶材的利用率很低,导致薄膜材料制备成本很高。以自制的高纯度纳米晶镍钴锌/二氧化硅复合铁氧体粉体为原料,冷等静压后高温烧结制备得到铁氧体复合靶材。用XRD、EPMA和SEM分析靶材的化学成分和微观形貌。结果表明：靶材为尖晶石型铁氧体和二氧化硅的复合材料,收缩率达14.37%,能在高真空多功能磁控溅射仪正常工作,并成功制备得到性能良好的软磁薄膜。整个制备过程工艺简单,操作方便可行,大大降低了靶材的制备成本。     

铁电PZT系列薄膜结构和性能的研究

采用射频磁控溅射技术制备了铁电ＰＺＴ薄膜。研究了不同温度烧结的靶材与溅射薄膜成分的关系，深入探讨了薄膜的退火工怪薄膜晶体结构和铁性能的影响。认为当靶材原始配方相同时，则温（９００℃）烧结的靶材使得薄膜中有过剩的ＰｂＯ存在，有利于改善和提高薄膜的铁电性能；而高温（１２００℃）烧结的靶材，由于退火后薄膜中ＰｂＯ的含量小于化学计量仳，使得薄膜的铁电性能差。实验表明，薄膜的最佳退火条件为６００－６５０℃。     

烧结气氛压力对高性能TFT用ITO靶材结瘤性能的研究

通过在烧结过程中调节气氛气压改变烧结压力来制备高性能ITO靶材,采用磁控溅射生长ITO薄膜,采用X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜等对ITO薄膜进行表征并对靶材表面进行观察。结果表明烧结压力略高于标准大气压(0.105 MPa)工艺条件下制备的ITO靶材表面的结瘤更少。磁控溅射制备的薄膜均处于非晶状态,薄膜的表面粗糙度由0.35nm降低至0.28nm,薄膜的平均光学透过率均高于84%。改善工艺后的ITO靶材制备的ITO薄膜刻蚀残留非常少。在优化的工艺条件下,靶材质量得到有效改善,透明导电氧化物薄膜性能得到提高。     

磁控溅射工艺参数对不锈钢薄膜结合性能的影响

采用直流磁控溅射法在钢片上制备不锈钢薄膜,通过改变溅射功率、溅射时间、真空度、氩气压强、基片与靶材间距等,研究其对薄膜结合力的影响.为获得致密度高、结合力好的不锈钢薄膜提供了可行的工艺参数范围.     

钼板轧制及热处理工艺对溅射薄膜微观组织及性能的影响

通过研究钼金属靶材轧制变形量及热处理工艺对溅射薄膜的微观组织、表面粗糙度及晶形的影响,结果表明:变形量为80%的钼靶材溅射制备的薄膜晶化程度优于变形量小的靶材溅射薄膜;溅射相同的薄膜厚度,随着靶材变形量的增大,溅射薄膜的方阻越大;1373K退火靶材溅射薄膜的粗糙度最小,表面颗粒最细小均匀,晶粒取向明显。     

铁电PZT系列薄膜结构和性能的研究

采用射频磁控溅射技术制备了铁电PZT薄膜。研究了不同温度烧结的靶材与溅射薄膜成分的关系，深入探讨了薄膜的退火工艺对薄膜晶体结构和铁电性能的影响。认为当靶材原始配方相同时，则低温（900℃）烧结的靶材使得薄膜中有过剩的PbO存在，有利于改善和提高薄膜的铁电性能；而高温（1200℃）烧结的靶材，由于退火后薄膜中PbO的含量小于化学计量比，使得薄膜的铁电性能变差。实验表明，薄膜的最佳退火条件为600～650℃，60min，典型的剩余极化强度为13．2μC／cm2，矫顽场为55．5kV／cm2。     

脉冲激光沉积ZrW_2O_8/ZrO_2复合薄膜及其靶材制备

采用化学共沉淀法合成26wt%ZrW_2O_8/ZrO_2近零膨胀复合陶瓷靶材,并以脉冲激光法在石英基片上沉积制备了ZrW_2O_8/ZrO_2复合薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、热膨胀仪、扫描电子显微镜(SEM)研究了复合靶材的晶体结构、热膨胀性能和致密度,同时也探索了热处理温度对复合薄膜的相组成和表面形貌的影响.结果表明:合成的靶材由α-ZrW_2O_8和m-ZrO_2组成,26wt%ZrW_2O_8/ZrO_2复合靶材在30℃～600℃的热膨胀系数为-0.5649×10~(-6)K~(-1),近似为零,且靶材致密、均匀;脉冲激光沉积制备的薄膜为非晶态,表面平滑、致密,随着热处理温度的升高,薄膜开始结晶,在1200℃热处理6min后得到纯ZrW_2O_8/ZrO_2复合薄膜,且两相物质在膜层中分散均匀,结晶后的薄膜存在一些孔洞缺陷.     

发展中的溅射靶材

作为制备和生产功能薄膜的方法之一,溅射法广泛应用于许多领域.它是目前制备金属薄膜最常用的工艺.作为高技术用的靶材是一种全新的概念.随着高技术用新材料突飞猛进的发展,世界靶材的市场销售规模日益扩大.本文重点介绍了靶材的发展概况、应用分类、制备工艺、技术要求以及中国靶材产业的发展前景等.     

不同相结构Ti_(33)Al_(67)靶材磁控溅射薄膜对比研究

采用磁控溅射的方法,选用化学成分相同而相结构完全不同的两种靶材在硬质合金基体上沉积薄膜,使用X射线衍射、扫描电镜、X射线能谱仪和压痕法分别测量了薄膜的相结构、表面形貌、薄膜的化学成分和薄膜与基体的结合力,结果表明,未合金化靶材中Al和Ti在溅射过程中部分发生了化合反应生成了Al2Ti相,但还有密排六方的Ti相存在,未合金化靶材薄膜的晶粒大于合金化靶材薄膜的晶粒,薄膜结合强度优于合金化靶材薄膜。本文认为两种靶材的薄膜在沉积过程中生长机理不同,未合金化靶材薄膜与基体有很好的润湿性,以层状结构生长,而合金化靶薄膜与基体的润湿性差,岛状生长倾向明显。     

PLZT陶瓷靶材及溅射薄膜的微观结构研究

研究了铁电ＰＬＺＴ（７．５／６５／３５）陶瓷靶材及用射频磁控溅射法制备的相同组分陶瓷薄膜的矿物结构及显微结构。实验结果表明，与陶瓷靶材相比，陶瓷薄膜的结晶取向发生了较大的变化，晶粒度减小，致密度提高，但晶粒无完整的晶形。随退火温度的提高，薄膜的缺陷明显增加。     

发展中的溅射靶材

作为制备和生产功能薄膜的方法之一,溅射法广泛应用于许多领域,它是目前备金属薄膜最常用的工艺,作为高用的靶材是一种全新的概念,随着高技术用新材料突飞猛进的发展,世界靶材的市场销售规模日益扩大,本重点介绍了靶材的发展概况,应用分类,制备工艺,技术要求以及中国靶材产业的发展前景等。     

对向靶溅射制备NiCr-NiSi薄膜热电偶的动态特性研究

用对向靶溅射制备NiCr－NiSi薄膜热电偶，实现了薄膜成分与靶材基本一致。对热电偶进行动态特性测试表明，薄膜热电偶的时间常数τ随膜厚变薄而减小，并对此进行讨论。     

关于(Ti,Cr)N膜摩擦学性能的研究

为了研究多弧离子镀技术中所用靶材与薄膜成分比例的关系,并对比不同成分比例的(Ti,Cr)N膜的摩擦学性能,设计制备了纯Ti靶、纯Cr靶及钛铬比分别为9:1、4:1和1:1的钛铬合金靶共5种靶材进行镀膜试验。利用扫描电子显微镜观察薄膜微观形貌,利用X射线能谱分析仪对微区成分进行定性和半定量分析,利用X射线衍射分析薄膜结构,通过摩擦磨损试验测试薄膜的耐磨性,最终以磨痕宽度、磨痕深度和磨痕长度来计算磨损体积,以磨损体积表征不同膜的耐磨性能。测试结果表明,合金靶制备的薄膜中成分比例并不与靶材中的成分配比一致,但均具有TiCrN(200)择优取向。纯靶制备的薄膜表面最为细腻,TiCrN膜的粗糙度随Cr含量的提高而降低。TiCrN膜的硬度和耐磨性明显优于纯靶制备的薄膜,在靶材配比Ti:Cr=4:1时制备的Ti0.3Cr0.23N薄膜硬度最高(HV0.053274.9)、耐磨性能最好。以合金靶制备复合薄膜时,薄膜中的成分比例受单一金属离化率的影响较大,受靶材中金属配比的影响较小;在薄膜中添加硬质元素可以改善膜的质量、提高耐磨性能。