磁控溅射沉积薄膜预溅射时间的光谱诊断

利用Omni-λ300系列光栅光谱仪、CCD数据采集和处理系统以及光纤导光系统等构成的等离子体光谱分析系统,实现了实时获取射频磁控溅射过程中等离子体光谱,分别对NiTa,TiAl陶瓷靶,NiAl,TiAl合金靶四种靶材的磁控溅射过程产生的等离子体进行监测,以TaⅡ333.991 nm,NiⅠ362.473 nm,AlⅠ396.153 nm和TiⅠ398.176 nm为分析线,获得了分析谱线强度随时间的变化规律,并以此为依据确定了预溅射时间,同时研究了不同溅射功率和压强对预溅射时间的影响。     

等离子体发射光谱诊断用于射频磁控溅射GaP薄膜的工艺参数优化

以GaP为靶材、Ar为工作气体,采用射频磁控溅射法制备了厚层GaP膜.对沉积过程中的辉光放电等离子体进行了发射光谱诊断,发现只有ArⅠ发射谱线.研究了工艺参数对发射谱线强度的影响规律,并在此基础上通过同时改变射频功率、Ar气流量及工作气压,使ArⅠ发射谱线强度保持相同.发现通过增大射频功率、减小工作气压而保持ArⅠ发射谱线强度不变可以提高GaP膜的沉积速率,并使GaP膜的沉积工艺参数得到优化.在优化后的工艺参数下制备出了符合化学计量比、红外透过性能好的厚层GaP膜. 关键词： GaP薄膜 射频磁控溅射 等离子体发射光谱 红外透射     

GaP薄膜的射频磁控溅射沉积及其计算机模拟

以GaP为靶材采用射频磁控溅射法制备GaP红外光学薄膜，通过保持Ar Ⅰ 750nm发射光谱线强度不变获得了不同工艺参数，并对沉积过程进行了计算机模拟.功率较小、气压较大时，Ga和P的溅射率、输运效率及沉积到衬底时的能量均较小，Ga的溅射率及输运效率均大于P的，使薄膜沉积速率较低、薄膜中Ga的含量大于P的，GaP薄膜产生较大吸收.功率较大、气压较小时，Ga和P的溅射率、输运效率及沉积到衬底时的能量均增大，Ga的溅射率大于P的、但其输运效率小于P的，使GaP薄膜的沉积速率增大、薄膜中Ga与P的含量接近化学计量比，GaP薄膜的吸收降低，因此有利于制备厚度较大的GaP薄膜. 关键词： GaP 薄膜 射频磁控溅射 计算机模拟     

FTIR法研究BCN薄膜的内应力

采用射频磁控溅射技术,用六角氮化硼和石墨为溅射靶,以氩气(Ar)和氮气(N₂)为工作气体,在Si(100)衬底上制备出硼碳氮(BCN)薄膜。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)考察了不同沉积参数(溅射功率为80～130 W、衬底温度为300～500 ℃、沉积时间为1～4 h)条件下制备的薄膜样品。实验结果表明,所制备薄膜均实现了原子级化合。并且沉积参数对BCN薄膜的生长和内应力有很大影响,适当改变沉积参数能有效释放BCN薄膜的内应力。在固定其他条件只改变一个沉积参数的情况下,得到制备具有较小内应力的硼碳氮薄膜的最佳沉积条件：溅射功率为80 W、衬底温度为400 ℃、沉积时间为2 h。     

功率密度对中频磁控溅射制备 AZO薄膜性能的影向

利用中频磁控溅射法在普通玻璃衬底上沉积掺铝氧化锌(ZnO ∶ Al,简称AZO)薄膜,通过调整溅射功率密度参数得到沉积速率与功率密度之间的关系,制备了不同厚度的AZO薄膜.利用台阶仪、XRD、XPS、紫外可见分光光度计和Hall测试系统等方法研究了功率密度与厚度对AZO薄膜结构、组分、光学和电学性能的影响.实验结果表明...     

射频溅射功率对AZO薄膜结构及光电特性和热稳定性的影响

采用射频磁控溅射法,在玻璃基片上制备了ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜。用X射线衍射(XRD)仪、紫外-可见分光光度计、方块电阻测试仪和台阶仪对不同溅射功率下Al掺杂ZnO薄膜的结晶、光学、电学性能、沉积速率以及热稳定性进行了研究。研究结果表明:不同溅射功率下沉积的AZO薄膜具有六角纤锌矿结构,均呈c轴择优取向;(002)衍射峰强和薄膜的结晶度随溅射功率的提高逐渐增强;随溅射功率的提高,AZO薄膜的透射率有所下降,但在可见光(380～780nm)范围内平均透射率仍80%;薄膜的方块电阻随溅射功率的增加逐渐减小;功率为160～200W时,薄膜的热稳定性最好,升温前后方块电阻变化率为13%。     

非平衡磁控溅射沉积系统伏安特性模型研究

非平衡磁控溅射沉积系统的伏安特性对阴极溅射和薄膜沉积过程具有重要的影响.通过分析在常规磁控溅射沉积系统中非平衡磁场对于放电过程的影响，根据蔡尔得定律研究了非平衡磁场对磁控溅射沉积系统伏安特性影响的基本规律；根据模型和实验数据的对比证明模型正确表达了非平衡磁控溅射沉积系统中非平衡磁场对伏安特性影响的规律. 关键词： 等离子体 金属薄膜/非磁性 磁控溅射     

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用射频等离子体增强非平衡磁控溅射在Si100基底上沉积了金属Cu膜。研究了偏压,射频功率和磁场等沉积参数对膜性能的影响。用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和电子能谱(EM)检测了膜的表面形貌,结构和成分。结果表明,射频放电有利于表面均匀光滑、电导率高的Cu沉积膜的形成;沉积参数对沉积膜的性能有重要的影响。     

基于磁控溅射和ICP刻蚀的RB-SiC表面平坦化工艺

采用射频磁控溅射技术在RB-SiC表面沉积Si平坦化层,通过正交试验研究了射频功率、Ar流量和工作气压三个因素对薄膜表面质量和形貌的影响规律,以获取最佳的薄膜沉积参数.射频功率120 W、工作气压1.2Pa和Ar流量40sccm条件下获得了最佳质量的平坦化样品,利用电感耦合等离子体对平坦化膜层进行刻蚀抛光,通过Lambda950分光光度计测试不同工艺阶段样品表面的反射率.结果表明,相比于未处理的RB-SiC初始样品,经过平坦化和等离子体刻蚀的样品表面粗糙度标准差值由1.819nm减小至0.919nm,样品表面反射率相应地提高了2%.由此说明射频磁控溅射平坦化沉积与电感耦合等离子体刻蚀的组合工艺可实现RB-SiC表面的高质量加工.     

磁控溅射ZnO薄膜生长的等离子体发射光谱研究

通过反应磁控溅射过程中的等离子体发射光谱，研究了制备ZnO薄膜的沉积温度、氧气流量比例R=O₂/(O₂+Ar)对Zn和O原子发射光谱的影响，并结合ZnO薄膜的结构和物理性能，探讨了沉积温度在ZnO薄膜生长中的作用.研究结果显示：当R≥0.75%时， Zn的溅射产额随R的增加基本呈线性下降规律.当R介于10%—50%时，氧含量的变化相对平缓，有利于ZnO薄膜生长的稳定性控制.Zn原子发射光谱强度随沉积温度的变化可以分为三个阶段.当沉积温度低于250℃时，发射光谱强 关键词： ZnO 薄膜生长 反应磁控溅射 等离子体发射光谱     

Thin SiC<Subscript><Emphasis Type="Italic">x</Emphasis></Subscript> layers prepared by hybrid laser–magnetron deposition

Thin SiC _x films were fabricated by hybrid laser–magnetron deposition system. KrF excimer laser was used for deposition of carbon and magnetron at the same time for sputtering of Si species. Films were fabricated in argon/hydrogen ambient with and without additional RF discharge. The substrate temperature was changed up to 700°C. Films topology, crystallinity, composition, chemical bonds and optical emission spectra were studied. Films were smooth and amorphous. Films of thickness 400–1000 nm were fabricated. Adhesion moved from 8 to 14 N, depending on deposition conditions.     

Cu掺杂Ga2O3薄膜的光学性能

采用射频磁控溅射和N2气氛退火处理制备了多晶Ga2O3薄膜和Cu掺杂Ga2O3薄膜.用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪对Ga2O3薄膜和Cu掺杂Ga2O3薄膜的结构和光学性能进行了表征.结果表明,Cu掺杂后Ga2O3薄膜的结晶质量变差,透过率明显降低,吸收率增加,光学带隙减小.本征Ga2O3薄膜在紫外、蓝光和绿光出现了发光带,Cu掺杂后紫外和蓝光发射增强,且在475nm处出现了一个新的发光峰.     

Comparison of ZnO thin films grown on a polycrystalline 3C-SiC buffer layer by RF magnetron sputtering and a sol-gel method

Zinc oxide (ZnO) thin films were deposited on a polycrystalline (poly) 3C-SiC buffer layer using RF magnetron sputtering and a sol-gel method. The post-deposition annealing was performed on ZnO thin films prepared using both methods. The formation of ZnO piezoelectric thin films with less residual stress was due to a close lattice mismatch of the ZnO and SiC layers as obtained by the sputtering method. Nanocrystalline, porous ZnO film prepared using the sol-gel method showed strong ultraviolet UV emission at a wavelength of 380 nm. The 3C-SiC buffer layer improved the optical and piezoelectric properties of the ZnO film produced by the two deposition methods. Moreover, the different structures of the ZnO films on the 3C-SiC intermediate layer caused by the different deposition techniques were also considered and discussed.     

化学水浴法和磁控溅射法制备硫化镉薄膜的性能研究

以氯化铵、氯化镉、氢氧化钾和硫脲为反应物采用化学水浴法制备了硫化镉薄膜,为了作对比研究,采用射频磁控溅射以硫化镉为靶材,氩气为溅射气体,制备了硫化镉薄膜。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见光光谱仪分别表征了硫化镉薄膜的结构、形貌和光学吸收特性。结果表明,采用以上两种方法制备的硫化镉均具有(002)择优取向,溅射法制备的硫化镉薄膜较致密,薄膜表面较光滑,平均晶粒尺寸在20～30nm;水浴法制备的硫化镉薄膜颗粒尺寸较小,缺陷较多。除了在短波段溅射所得硫化镉薄膜的透过率略差于水浴法所得硫化镉薄膜之外,溅射法制备的硫化镉薄膜的性能整体上优于水浴法制备的薄膜。两种方法制备的硫化镉薄膜的能隙在2.3～2.5eV。     

Al3+对Ge/Al-SiO2薄膜光致发光的影响

采用磁控溅射及后退火技术制备了不同组份和不同退火温度的Ge、Al共掺SiO₂薄膜。通过对样品的X射线光电子能谱(XPS)测试,确定了薄膜的成分和结构特征;同时还测试了样品的光致发光谱(PL谱),得到了峰值位于420 nm附近的紫光发射峰和峰值位于470 nm的蓝光发射峰。实验结果表明, Al的掺杂不仅可以显著地提高GeNOV中心和SiNOV中心的光发射效率,还可以促进GeNOV缺陷和SiNOV缺陷中心的形成,进而有利于薄膜的光致发光。     

SERS activity of silver and gold nanostructured thin films deposited by pulsed laser ablation

The deposition power dependence of visible transmittance and refractive index of room temperature-deposited ZnO:Al thin films by RF magnetron sputtering has been studied. All films exhibited high visible transmittance and near-complete UV absorption. The refractive index of the films decreased continuously with an increase in the RF power at all photon energies in the visible and near-IR region, which has been partially attributed to the decreased packing density of the films. For each film, the refractive index exhibited strong frequency dispersion in the weak-absorption region. The origin of optical dispersion at different RF power has been discussed in the light of a single-oscillator model.     

Au/SiO2纳米多层薄膜的制备及其性质表征

利用多靶磁控溅射技术制备了Au/SiO₂纳米颗粒分散氧化物多层复合薄膜.研究了在保持Au单层颗粒膜沉积时间一定时薄膜厚度一定、变化SiO₂的沉积时间及SiO₂的沉积时间一定而改变薄膜厚度时，多层薄膜在薄膜厚度方向的微观结构对吸收光谱的影响.研究结果表明：具有纳米层状结构的Au/SiO₂多层薄膜在560 nm波长附近有明显的表面等离子共振吸收峰，吸收峰的强度随Au颗粒的浓度增加而增强，在Au颗粒浓度相同的情况下，复合薄膜 关键词： 2纳米复合薄膜')" href="#">Au/SiO₂纳米复合薄膜 多靶磁控溅射 吸收光谱 有效介质理论     

RF magnetron sputtering induced the perpendicular magnetic anisotropy modification in Pt/Co based multilayers

We demonstrate that radio frequency(RF)magnetron sputtering technique can modify the perpendicular magnetic anisotropy(PMA)of Pt/Co/normal metal(NM)thin films.Influence of ion irradiation during RF magnetron sputtering should not be neglected and it can weaken PMA of the deposited magnetic films.The magnitude of this influence can be controlled by tuning RF magnetron sputtering deposition conditions and the upper NM layer thickness.According to the stopping and range of ions in matter(SRIM)simulation results,defects such as displacement atoms and vacancies in the deposited film will increase after the RF magnetron sputtering,which can account for the weakness of PMA.The amplitude changes of the Hall resistance and the threshold current intensity of spin orbit torque(SOT)induced magnetization switching also can be modified.Our study could be useful for controlling magnetic properties of PMA films and designing new type of SOT-based spintronic devices.     

磁控溅射制备ZnO薄膜的受激发射特性的研究

用射频磁控反应溅射法在二氧化硅衬底上制备ZnO薄膜。得到了在不同温度下ZnO薄膜的吸收与光致发光。观测到了纵光学波 (LO)声子吸收峰与自由激子吸收峰 ;室温 (30 0K)下 ,PL谱中仅有自由激子发光峰。这些结果证实了ZnO薄膜具有较高的质量。探讨了变温ZnO薄膜的发光特性。研究了ZnO薄膜的受激发射特性。