磁约束磁控溅射源工作特性及沉积速率的分析

为了提高靶材的利用率,将磁约束原理应用于磁控溅射技术中.采用直流矩形平面磁控溅射源,测量了磁约束磁控溅射源稳定工作状态下的伏安特性及在恒功率模式下真空度与靶电流之间的关系,研究了沉积速率与Ar气流量、溅射功率等因素之间的关系.确定了磁约束磁控溅射源稳定工作时的最佳工艺参数.实验表明：磁约束磁控溅射源稳定工作的电压范围是400～750 V,工作真空度范围是3.7～4.7 Pa,在Ar气流量为220 sccm时膜层具有最大沉积速率为54.6 nm/min.     

沉积压力对磁控溅射Mg薄膜结构的影响

采用直流磁控溅射方法在氧化锆固体电解质表面制备了Mg金属薄膜,利用XRD和SEM研究了沉积压力（0.9～2.1 Pa）对薄膜形貌和结构的影响.结果表明：随着沉积压力的提高,薄膜结晶程度逐渐变差,晶粒尺寸减小,表面粗糙度增大;薄膜呈（002）择优生长的柱状晶结构,且随着沉积压力的提高薄膜厚度先增加后减小.     

工艺参数对Ni-SiC纳米复合镀层沉积速率的影响

用电沉积的方法在铜表面制备了Ni-SiC纳米复合镀层,研究了不同的工艺参数,包括阴极电流密度、镀液中纳米SiC悬浮量、镀液pH值、镀液温度和搅拌速度对复合镀层的沉积速率的影响。结果表明：在实验电流范围内,镀层的沉积速率随着阴极电流密度的增大呈线性上升的趋势;随着镀液中纳米颗粒悬浮量、镀液pH值及搅拌速度的增大而增大,当达到一定值时,又开始下降;随着镀液温度升高,逐步降低。最佳参数为：不烧焦镀层前提下的最大电流,纳米颗粒体积质量为5g／L,pH值3．5—4．0,温度30℃,搅拌速度为中高速。     

直流磁控溅射制备铝薄膜工艺参数

采用直流磁控溅射法,在硅基片上制备铝薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等对薄膜的表面形貌和结构进行了分析,研究了不同工艺参数对薄膜表面形貌的影响,分析了制备铝薄膜的影响因素.分析结果表明该薄膜为纯铝薄膜,并且晶粒很小.实验得到制备铝薄膜的工艺参数为:本底真空度4.0×10-4Pa、工作真空度1.7 Pa、氩气流量20 cm3/s、工作电压300 V、工作电流1 A.     

磁控溅射沉积氮化铝薄膜中等离子体光谱研究

薄膜材料由于其优异的性能，应用日益广泛．薄膜生长过程的在线检测具有重要意义．为了研究等离子体发射光谱强度与气体流量的关系，对薄膜生长过程进行在线检测；应用等离子体发射监测仪（Plasma Emission Monitor）采集反应磁控溅射真空室中等离子体的发射光谱．对氮化铝薄膜沉积过程中等离子体发射光谱进行分析，结果显示氮的谱线强度和铝的谱线强度随着氮气流量的增大都有明显而且相同的转变点．通过理论模拟分析，得出以下结论：反应粒子光谱强度的转变反映了溅射模式转变点，并且通过直线拟合的方法找到转变点．实验结果与理论模拟分析取得了一致结果．     

不同磁控溅射模式膜厚均匀性研究

使用磁控溅射和非平衡磁控溅射方法，在玻璃基底上沉积钛膜。实验了在同等工艺条件下平衡和非平衡两种不同的工作模式对膜厚均匀性的影响。结果表明，靶基距是影响磁控溅射薄膜厚度均匀性的重要工艺参数，在一定范围内，随着靶基距的增大，膜厚分布均匀性有提高的趋势；磁场分布是影响两种磁控溅射膜厚分布差异的主要因素；非平衡磁控溅射膜厚均匀性随附加励磁线圈电流改变而变化。     

磁控溅射法制备镍热敏薄膜的工艺研究

为了提高用作红外探测器敏感材料的镍膜的性能,采用直流磁控溅射的方法在载玻片上制备测辐射热计的热敏感薄膜一镍膜,靶材选用高纯镍（99．99％）．采用四探针电阻特性测试仪测试了所制备的镍热敏薄膜在不同温度下的方块电阻,根据测试曲线计算薄膜的电阻温度系数（TemperatureCoefficientofResistance,TCR）．研究了工作气压、氩气流量以及溅射功率对镍膜TCR的影响．实验研究表明,当溅射功率为225W,工作气压为1Pa,氩气流量为120sccm,溅射时间为3min时,制备出的镍膜方阻为2．9Ω／口,TCR为2．3×10^-3／K．     

工艺参数对磁控反应溅射AlN薄膜沉积速率的影响

采用射频磁控反应溅射法，以高纯Al为靶材，高纯N。为反应气体，成功制备了氮化铝(AlN)薄膜。研究了N2气流量、射频功率、溅射气压等工艺参数对AlN膜沉积速率的影响规律。结果表明，随着N2气流量的增加，靶面溅射由金属态过渡到氮化态，沉积速率随之明显降低；沉积速率随射频功率的增大几乎成线性增大，随靶基距的增大而减小；随着溅射气压的增大，沉积速率不断增大，但在一定气压下达到最大值后，沉积速率又随气压不断减小。     

Ar/CH_4流量比对a-C∶H薄膜沉积速率及性能的影响

为研究气体流量比对非平衡磁控溅射沉积含氢类金刚石薄膜（Diamond-Like Carbon,DLC）沉积速率及性能的影响,在不同Ar/CH4流量比条件下将a-C∶H沉积在单晶硅基底,采用傅里叶红外光谱、椭偏仪、表面轮廓仪对薄膜的沉积速率、光学特性及表面粗糙度进行研究.实验结果表明：引入甲烷气体后,非平衡磁控溅射沉积a-C∶H薄膜沉积速率大幅度提高;在3～5μm波段硅基底上镀制a-C∶H膜具有良好的红外增透特性,薄膜峰值透射率明显受到Ar/CH4流量比的影响,Ar/CH4流量比1∶3时,制备的a-C∶H峰值透过率可达69.24%;a-C∶H薄膜的折射率和消光系数随着CH4流量的增加而增大;a-C薄膜的粗糙度要优于a-C∶H薄膜,a-C∶H薄膜的粗糙度随厚度的增加而变大.     

磁控溅射镀膜锦纶织物的耐磨性研究

以钛金属为靶材、以锦纶织物为基体,通过改变溅射时间,溅射功率和溅射气压,制备出钛金属镀膜锦纶织物试样,然后进行摩擦试验.采用扫描设备获得了织物摩擦前后的图像,利用软件neoimaging测试织物组织点处的亮度,以相对亮度的变化反映镀膜的磨损.研究表明:随着溅射时间和溅射功率的增加,镀膜的耐磨性提高;较为合适的溅射气压是0.5~3 Pa,溅射气压过高,耐磨性反而降低.     

Influence and determinative factors of ion-to-atom arrival ratio in unbalanced magnetron sputtering systems

Low pressure sputtering with a controlled ratio of ion flux to deposited atom flux at the condensing surface is one of the main directions of development of magnetron sputtering methods.Unbalanced magnetron sputtering,by producing dense secondary plasma around the substrate,provides a high ion current density.The closed-field unbalanced magnetron sputtering system (CFUBMS) has been established as a versatile technique for high-rate deposition high-quality metal,alloy,and ceramic thin films.The key factor in the CFUBMS system is the ability to transport high ion currents to the substrate,which can enhance the formation of full dense coatings at relatively low value homologous temperature.The investigation shows that the energy of ions incidenced at the substrate and the ratio of the flux of these ions to the flux of condensing atoms are the fundamental parameters in determining the structure and properties of films produced by ion-assisted deposition processes.Increasing ion bombardment during deposition combined with increasing mobility of the condensing atoms favors the formation of a dense microstructure and a smooth surface.     

Influence of O/Ar ratio on the properties of NiO thin film grown with the method of radio-frequency magnetron sputtering

In order to obtain high quality NiO thin film grown with the radio-frequency magnetron sputtering method, the influence of O/Ar ratio on the structure, band-gap, resistivity and optical transmittance of NiO thin films were studied. It was found that the obtained NiO thin film showed (111) preferred orientation and higher transparency in the visible region. With the increasing of O/Ar ratio from 1∶7 to 8∶2, the optical transmittance of NiO thin films decreased and the optical band-gap was between 3.4 eV and 3.7 eV, and the sheet resistivity decreased from 5.4×107 Ω/□ to 1.0 ×105 Ω/□. Our study shows that the properties of NiO thin films can be adjusted in a wide range by adjusting the O/Ar ratio in the sputtering process.     

退火温度对硅基硬质碳膜内应力和硬度的影响

硬质碳膜中应力的存在限制了其应用,真空退火是降低内应力的有效措施.本文利用BGS6341型电子薄膜应力分布测试仪和HXD-1000型数字式硬度计,对在硅基片上用非平衡磁控溅射制备的碳膜应力和硬度随退火温度的变化进行了研究.研究结果表明:随退火温度的升高,碳膜平均应力减小,分布趋向均匀,但硬度下降;在退火温度300℃下平均应力减小为-2.29×108Pa,膜的硬度变化不明显,维氏硬度从4780.3589 MPa降到4194.099 MPa(类似于类金刚石(DLC)),此退火温度下保证了薄膜具有很小的内应力同时具有较高的硬度.     

AFM分析磁控溅射法制备的TiO2纳米薄膜

采用磁控反应溅射法，在室温条件下制备了TiO2纳米薄膜，用原子力扫描显微镜(AFM)分析考察了溅射功率、溅射时真空室压力等工艺参数对薄膜结晶状态、晶粒尺寸的影响．实验结果表明，在室温下，只有溅射功率大于100W以上时，才能形成粒子结晶完全的纳米薄膜，随着溅射功率的增加，真空室溅射气压的降低，薄膜中TiO2粒子尺寸显著增大；随着溅射时间的延长，薄膜厚度增加．并根据溅射薄膜的成膜机理，讨论了实验工艺参数对薄膜微结构的影响。     

磁控溅射CdTe薄膜的光电学特性

采用射频磁控溅射方法在玻璃和Si(111)衬底上制备了碲化镉(CdTe)薄膜,并研究了溅射功率对薄膜的结构、光学和电学性能的影响.X射线衍射分析表明,所有样品均沿(111)面择优取向; 平均晶粒尺寸随溅射功率的增加而增加,即从73.0 nm(70 W)增加到123.6 nm(110 W).紫外 - 可见 - 近红外光谱分析表明, CdTe薄膜在可见光范围内具有较高的吸光度; 薄膜的带隙随着溅射功率的增加而减小,最小值为1.38 eV.CdTe薄膜的导电性随溅射功率的增加而明显增强,当溅射功率为110 W时电阻率仅为21.5 Ω?cm.该研究结果可为制备高导电性和高吸收率的半导体薄膜提供参考.     

The effect of working gas pressure and deposition power on the properties of molybdenum films deposited by DC magnetron sputtering

Molybdenum films were deposited on Corning 7059 glass substrates by DC magnetron sputtering with different working gas pressures and sputtering powers.The structure and morphology,residual stress and adhesion,resistivity and optical reflectance of the as-deposited Mo films were investigated.The results show that Mo films deposited with high working gas pressure and low sputtering power have a spherical surface morphology,small grain size,residual compressive stress and a good adhesion,high resistivity and low optical reflectance.With the working gas pressure decreased and the sputtering power increased,Mo films have elongated spindle-shape or diamond flake shape surface morphology,the grain size is increased,with residual stress changed from tensile to compressive,a poor adhesion,resistivity decreased and optical reflectance increased.