离子束溅射BST薄膜的制备及结构分析

本文采用离子束溅射的方法制备了不同衬底温度下的BST薄膜,用X射线、Raman、SPM等技术对晶体结构及微观形貌进行表征,研究了离子束溅射制备BST的工艺.     

聚焦重离子束溅射沉积薄膜

本文介绍了聚焦重离子束溅射装置的结构和运行参数。该装置的最高加速电压为10kV,最大离子束流为2mA,蕞小离子束斑为φ1.5mm。利用这台装置,沉积了二十六种金属材料的有衬底薄膜、五种元素的无衬底薄膜和一些稀土氧化物薄膜。研究了单位面积沉积率与靶材质量数的关系。给出了一些升华材料的溅射沉积参数。     

新型工艺制备ZnO薄膜的结构与形貌研究

采用了一种新型工艺制备ZnO薄膜。新工艺采用二步法,首先在N型Si(100)衬底上用离子束沉积溅射一层金属Zn膜,然后通过热氧化金属Zn膜制备ZnO薄膜。通过X射线衍射、原子力显微镜对不同制备工艺下的ZnO薄膜进行结构与形貌的分析比较。研究表明,Zn膜的离子束溅射沉积时间、热氧化时间和辅助枪的离子束对热氧化后的ZnO薄膜再轰击处理对ZnO薄膜的结构与形貌都会产生影响。     

Si(111)衬底上离子束溅射沉积法生长β-FeSi2薄膜的研究

采用离子束溅射Fe靶的方法在500～800℃的Si(111)衬底上制备出不同种类的铁硅化合物.当衬底温度为700℃时得到厚度为500nm的单相的β-FeSi2薄膜,高分辨透射电镜证实该β-FeSi2薄膜为局部外延,薄膜和Si衬底之间界面明显,没有中间层.     

离子束溅射法制备YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜

采用 YBa_2Cu_3O_(7-x)靶材,用离子束溅射法在多种衬底上得到了接近化学计量的YBa_2Cu_3O_(7-x)单相超导薄膜。     

离子束溅射与射频溅射制备的ZnO薄膜的特性分析

分别采用两种不同的方法制备了ZnO薄膜.①离子束溅射法(IBD),在Si(001)衬底上制备锌膜后在氧气氛炉中退火;②射频溅射法(RF),在Si(001)衬底上制备ZnO薄膜后在氧气氛炉中退火.利用X射线衍射仪和原子力显微镜(AFM)以及电感、电容、电阻综合测试仪(LCR)对两种方法制备的ZnO薄膜的结构、形貌和导电性进行了比较研究.结果表明,离子束溅射的锌膜经热氧化后得到的ZnO薄膜生长的单向性较差,表面粗糙度较大,薄膜的电阻率也比较高.     

离子束溅射制备CuInSe_2薄膜的研究

利用离子束溅射沉积技术,设计三元复合靶,直接制备CuInSe_2(CIS)薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和分光光度计检测在不同衬底温度和退火温度条件下制备的CIS薄膜的微结构、表面形貌和光学性能.实验结果表明:使用离子束溅射沉积技术制备的CIS薄膜具有黄铜矿结构,在一定的条件下,适当温度的热处理可以制备结构紧密、颗粒均匀、致密性和结晶性良好的CIS薄膜,具有强烈的单一晶向生长现象.     

离子束表面处理装置及其应用

本文介绍了一台自行研制的离子束表面处理装置。该装置能独立进行离子束溅射沉积金属膜，也能与离子注入机联机进行离子注入和离子束动态混合对材料表面作改性处理。同时介绍了用离子束溅射、离子注入和离子束动态混合技术进行Ｎｉ沉积于Ｓｉ、ＰＥＮ—２．６膜电导性及混合Ｃｒ于 Ｃｒ４Ｍｏ４Ｖ钢的实验结果。     

荷能束辐照致使Cu/Ag表面偏析的研究

本文研究了金属(Cu)/金属(Ag衬底)系统的荷能束辐照引起的表面偏析现象。观察到Cu在多晶Ag衬底上溅射淀积过程中,Ag原子在Cu膜表面的偏析,且淀积Cu原子能量越大,Ag原子偏析程度越大,即观察到了淀积Cu原子10~(-1)～1eV量级的平均能量差异对膜层表面偏析行为的影响。对溅射淀积所得膜层进行keV量级的离子束辐照,Ag原子的表面偏析程度更甚。     

衬底离子束表面氮化对ZnO薄膜性质的影响

采用射频磁控溅射法在抛光硅片上沉积了一系列ZnO薄膜样品.通过对薄膜样品X射线衍射谱的分析、原子力显微图的观察、吸收光谱和荧光光谱的研究,发现Si衬底的离子束表面氮化对ZnO薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性质有重要影响.在衬底温度为200℃、高纯氩氧比例为3:1、压强为1.5Pa的条件下,在经离子束表面氮化预处理的Si衬底上溅射沉积的ZnO薄膜,经450℃真空退火,成为高(0002)晶面取向的ZnO薄膜,并具有良好的光学性质.     

薄膜组分深度分布测量中的一些问题

在薄膜与界面性质研究中,重视组分的深度分布测量,即所谓的深度剖面分析。主要是指用离子轰击表面,将样品表面一层一层地溅射剥离,同时测量一种或多种组分随离子溅射表面的时间(即剥离深度)的变化.第一部分对离子束参数的选择作了论述。离子对样品表面的剥离速度,即溅射速率,与样品种类、离子种类、离子束流密度和能量、离子束入射角等因素有关。进行剖面分析时,应根据具体情况选定溅射速率.溅射速率的调整由改变离子束流密度来实现。第二部分介绍了间断溅射与连续溅射两种不同的方式,以及它们的区别和在不同情况下的选择应用.第三部分讲述能区选择,一般情况下在做俄歇部面分析时,能区应按实测的俄歇谱来确定,还可根据情况决定对所选能区做必要的修正。第四部分是定量组分剖面分析。第五部分是界面宽度与溅射剥离深度.第六部分是关于 SIMS 剖面的实验结果和说明.     

WO3薄膜的显色性和敏感性研究

本文利用反应离子束溅射技术制备WO_3薄膜,在衬底温度为室温时,溅射制备的薄膜经电子束(?)时,说明它是无定形的。在电化学过程中,氢离子注入WO_3薄膜,使薄膜显示出蓝色,薄膜的电阻率随之降低.这种显色性和敏感性使WO_3薄膜在显示器件和pH值敏感器件中得到应用。     

离子束溅射生长非晶Si薄膜的研究

用离子束溅射法制备了不同衬底温度的非晶硅(a-Si)薄膜,用双四探针法测量了不同温度下的电阻率,用喇曼散射及原子力显微镜表征了薄膜显微结构.结果发现随着衬底温度的升高,薄膜的电阻率逐渐增大,衬底温度为室温的a-Si薄膜质量较好且从其表面形貌可观察到少量Si晶粒的存在.     

离子束溅射制备Si／Ge多层膜研究

采用离子束溅射方法在Si衬底上制备Si／Ge多层膜，通过改变生长温度、溅射速率等因素得到一系列Si／Ge多层膜样品；通过X射线衍射、Raman散射等表征方法研究薄膜结构与生长条件的关系。在小束流（10mA）、室温条件下制备出界面清晰、周期完整的Si／Ge多层膜。     

离子束溅射Si薄膜的低温晶化生长

采用离子束溅射技术,在低生长束流(4～10 mA)范围内,对低温(25～300 ℃)Si薄膜的晶化进行了研究.由Raman和XRD表征分析得出:在300℃采用6mA的生长束流,可在硅衬底上得到结晶性和完整性较好的Si外延薄膜;25℃时,在硅衬底上得到Si薄膜的多晶结构,实现了Si薄膜的低温晶化生长.     

我国首批离子刻蚀机产品研制成功

离子束刻蚀技术是近十年来迅速发展的一种超精细加工技术。利用离子束轰击固体表面时发生的溅射效应来剥离加工任何固体工件上的几何图形。刻蚀的图形有极高的分辨率,沟槽深度和槽壁倾角可控,无钻蚀现象,表面应力小。而且加置相应机构还能兼作溅射沉积、减薄、抛光、清洗,表面织构等工作。     

离子束溅射铜钨薄膜的结构

为了进一步探讨离子束溅射铜钨薄膜的结构,在铁片上离子束溅射铜钨薄膜,研究了轰击离子束能量及低能辅助轰击方式对薄膜相结构和厚度的影响.结果表明:随轰击铜靶离子束能量增加,钨由近似非晶亚稳态转变成晶态;由于溅射粒子落到基片前的反射效应,薄膜中间比边缘薄,且随轰击铜靶离子束能量增加,薄膜变薄到一定程度时开始增厚;当使用低能辅...     

离子束溅射Si／Ge多层膜的界面结构研究

采用离子束溅射技术，在玻璃衬底上制备了不同周期数的Si／Ge多层膜样品。通过Raman光谱和X射线小角衍射对薄膜进行了表征和分析，发现随着生长周期数的增加，层与层之间的互扩散效应逐渐减弱，界面结构逐渐清晰，生长周期为25的样品界面最平整。     

四极静电聚焦透镜在离子束溅射镀膜中的应用

离子束溅射镀膜过程中,从离子源出射的离子束具有较强的发散性。对于靶源距较大的离子束溅射应用,发散的离子束不仅会溅射其他结构表面而造成微量元素交叉污染,而且镀膜均匀性也会有影响。通过在离子源前端加装一套四极静电聚焦透镜,对出射离子束的发散性进行约束,不仅避免了交叉污染,而且膜层的均匀性也从±5%(没使用静电聚焦透镜使用)改善到±3%(使用静电聚焦透镜)。     

离子束溅射薄膜特性

用离子束溅射制备Ａｕ、Ｓｉ、Ａｌ、ＮｉＦｅ、Ｔａ和Ｗ薄膜，并将其物理性质同射频溅射和电子束蒸发沉积的薄膜进行了比较．一般说来，对给定材料的沉积薄膜，就其所测量的物理性质来说是大体相似的，与沉积的方法无关．在离子束溅射系统中，我们是把沉积率作为离子束的加速电压和靶对离子束轨道的偏角的函数来研究的。沉积率在７５０伏的加速电压以后大体趋于稳定，对某些材料来说，在靶对离子束偏角为３０°时观察到沉积率的峰值。在３５０℃下真空退火３０分钟前后比较了离子束溅射ＮｉＦｅ 薄膜的性质，退火结果使得这种薄膜的电阻率略为降低，而其对应的磁阻率（ ）有所增加。电子微探针测量表明，薄膜中电离气体渗入很少。看来离子束溅射的薄膜比其他工艺流积的薄膜要好。尤其是在蚀刻工艺中有突出的优点。因为离子束溅射是在无场区域中进行的，所以由于电子轰击对基片加热甚少，使光刻胶图象不会变坏，便于下一次继续蚀刻。