磁控溅射氧化钒相变薄膜的电阻温度特性测量

利用MS500-B超高真空磁控溅射镀膜机,分别采用氧化法和还原法在普通玻璃基底上制备了二氧化钒(VO2)相变薄膜;并在20⁸0℃内往复变化时,利用XMT-100数字精密温度计和SX1934数字四探针测试仪测量两类样品的电阻-温度特性曲线。结果表明,两类样品均具有热敏相变特性;氧化法制备薄膜的电阻为9.9680℃内往复变化时,利用XMT-100数字精密温度计和SX1934数字四探针测试仪测量两类样品的电阻-温度特性曲线。结果表明,两类样品均具有热敏相变特性;氧化法制备薄膜的电阻为9.96⁰.06kΩ,相变温度约为30℃;还原法制备薄膜的电阻为80.30.06kΩ,相变温度约为30℃;还原法制备薄膜的电阻为80.3⁷.4kΩ,相变温度约为52℃。     

CrSi薄膜电阻温度系数研究

对可能影响CrSi（铬硅）薄膜电阻温度系数（TCR）的工艺参数进行研究分析,通过有针对性的多组试验,优化了工艺奈件,使电阻温度系数从±50ppm／℃降到了±20ppm／℃。     

磁控溅射法制备VO2薄膜及电阻突变测试

基于常温反应磁控溅射和热处理工艺,在硅片（100）衬底上,制备出了具有相变特性的二氧化钒（VO2）薄膜,采用XRD、SEM对薄膜的物相结构、表面形貌进行了表征。热处理后,薄膜晶粒开始生长,在2θ=27.9°、37.1°、42.3°分别出现了VO2的（011）、（200）、（210）衍射峰,薄膜形貌均匀致密。对薄膜的方块电阻进行了变温测试,相变前后薄膜电阻突变量达三个数量级,具有很好的半导体-金属相变特性。文中还对VO2薄膜在伪装领域的应用前景进行了分析。     

VO2(B)薄膜的制备及特性优化研究

采用直流磁控溅射法,在纯氩气氛中溅射V2O5靶材,在覆盖有氮化硅薄膜的P(100)硅基片表面沉积氧化钒薄膜.对沉积的薄膜进行了后续高真空高温退火处理.利用XRD对薄膜的晶相进行了分析,结果表明退火处理前和退火处理后的薄膜都具有VO2各晶面的取向,XPS分析证明了XRD的物相分析结果.对薄膜的方阻特性的测试表明生成的薄膜是典型的VO2(B)薄膜,退火后的薄膜方阻减小,方阻温度系数也降低.在此基础上,利用薄膜晶界散射理论,通过改变薄膜沉积时间和沉积温度使薄膜的方阻和方阻温度系数随薄膜厚度和晶粒大小而变化,从而使薄膜的电性能达到优化.     

溅射法制备ZnO薄膜结构及光学特性

采用直流磁控溅射镀膜工艺在玻璃基片上沉积了具有良好c轴择优取向的znO薄膜.用组合式多功能光栅光谱仪测得透光率均在85%以上;用AXRF分析了退火前后薄膜的物相,并用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌.样品通过空气中退火,薄膜结晶质量明显提高,晶粒有所长大,取向更加一致.在室温下用荧光分光光度计分析了薄膜的发光特性,观测到明显的紫外光发射(波长为386 nm)和波峰为528nm的一"绿带"宽峰.紫外发射是由于导带和价带之间的电子跃迁,宽峰是源于晶体的缺陷.     

直流反应磁控溅射法制备锐钛矿TiO2薄膜

采用直流反应磁控溅射的方法，溅射高纯钛靶在玻璃衬底上制备了TiO2薄膜。用XRD测试了TiO2薄膜的结构，研究了工艺因素中衬底温度、溅射气压、氧氩气体流量比和退火温度对薄膜结构的影响。实验结果表明：衬底温度高于200℃、溅射气压不高于0．7Pa、氧氩流量比为1／4、退火温度为650℃时，锐钛矿TiO2薄膜更容易结晶。     

高频磁控溅射低温度系数铬硅薄膜电阻

采用高频磁控溅射研制出的Cr-Si薄膜,方阻为500Ω/□～5kΩ/□,TCR小于50×10~(-6)/℃,并在生产中得到应用。     

VO2-xNy薄膜的主要制备工艺参数与相变温度系数

选用V2O5为前驱物,通过在玻璃片上镀膜,利用高纯氢和高纯氮作为气源,采用微波等离子体增强法,在低温条件下合成了具有优良热致相变特性的氮杂二氧化钒(VO2-xNy)薄膜.通过正交试验设计对制备VO2薄膜过程中的主要影响因素(反应时间、反应压力、反应功率和N2/H2流量比)进行了分析研究.试验结果表明,VO2薄膜的最终的相变温度明显受到反应时间、反应压力、反应功率和N2/H2流量比的影响.其中以反应时间影响作用最为显著.经分析得到使VO2薄膜具有最低相变温度的优化工艺为:反应时间为7 min,反应压力为1.5 kPa,反应功率为100 W,N2/H2流量比为5/20(mL/min).文中对试验结果进行了简单讨论.     

锐钛矿TiO2薄膜的制备及其紫外光电导性能研究

采用直流反应磁控溅射的方法, 溅射高纯钛靶在ITO石英衬底上制备了TiO2薄膜.用Raman光谱、AFM和紫外-可见光分光光度计分别测试了TiO2薄膜的结构、表面形貌和紫外-可见光吸收谱,研究了工艺因素中溅射气压、氧氩比和退火温度对薄膜结构的影响.采用C(胶)/TiO2/ITO三层结构研究了锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应.实验结果表明:较低的溅射气压、合适的氧氩比和较高的退火温度有利于锐钛矿TiO2薄膜的结晶.在2V的偏压下,锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应上升弛豫时间约为3s,稳定光电流可达到2.1mA,对紫外光的灵敏性和稳定的光响应表明TiO2薄膜有可能成为一种新的紫外光探测器材料.     

相变型VO2薄膜的制备及其特性的研究

利用反应离子束溅射和后退火工艺制备一种新的相变型VO2薄膜,对该薄膜进行电学测试、XRD和光学透过率的测试。这种工艺制备出的相变型VO2薄膜相变温度更接近室温,XRD显示这种薄膜中有VO2、V2O5成分的存在。对这种薄膜的光学透过率测试表明,低温下薄膜的透过率是高温下薄膜透过率的近5倍。通过实验可以看出,氧气分压、退火温度、退火时间是影响制备新型相变型VO2薄膜的重要因素。     

ITO薄膜的制备及其光电特性研究

采用直流磁控溅射法,分别用ITO陶瓷靶、In-Sn合金靶,在玻璃基片上镀膜。研究ITO透明导电膜其膜厚、靶材、溅射气压和溅射速率等工艺对光电特性的影响。结果表明,采用陶瓷靶镀膜要比合金靶效果好,膜厚70nm以上、溅射气压0.45Pa和溅射速率23nm/min左右为最佳工艺条件,并得到了ITO薄膜电阻率1.8×10–4Ω.cm、可见光透过率80%以上。     

氮气中退火对ZnO薄膜结构与光学性能的影响

采用直流磁控溅射法制备了ZnO薄膜,并将样品在氮气中进行了退火.对样品的表面形貌、结构性能、发光特性、透射光谱分别进行了检测.结果表明:退火后,样品的结晶质量提高,光致发光峰增强,在可见光范围内的平均透过率也有所增加.计算表明:退火后ZnO薄膜的禁带宽度略有减小.这可能是氮掺入ZnO薄膜后,N2p与O2p形成杂化轨道,二者能带部分重叠,从而使价带变宽、禁带变窄.     

退火对不同基底上氧化钒薄膜电阻的影响

采用直流磁控溅射的方法分别在普通玻璃与硅片上制备了氧化钒薄膜,在大气及真空氛围下分别对样品采取了退火处理,测量了退火前后薄膜的电阻,结合样品的XRD图谱进行了分析。结果表明,在普通玻璃和硅片上均得到了V2O5薄膜。经过大气氛围退火处理后,薄膜的结晶度明显增强,硅片上薄膜的电阻明显变小,而玻璃基底上的薄膜电阻变化则不明显。在温度升高的过程中,Si片上薄膜电阻变化范围为56～0.54MΩ。而经过真空退火处理的薄膜其电阻均发生改变,升温过程中,玻璃基底与Si片上薄膜的电阻变化范围分别为52～16MΩ、4.3～0.46MΩ,说明经过退火后硅片上沉积的薄膜具有较好的电学性能。     

硅基AlN薄膜制备技术与测试分析

采用直流磁控反应溅射法,在Si(100),Al/Si(100)和Pt/Ti/Si(100)等多种衬底上制备了用于MEMS器件的AlN薄膜．用XRD和AES对薄膜的结构和组分进行了分析,通过优化工艺参数,得到了提高薄膜择优取向的方法,并分析了不同衬底上AlN晶粒生长的有关机理．制备的AlN薄膜显示出良好的〈002〉择优取向性,摇摆曲线的半高宽达到5.6°．     

直流磁控反应溅射制备硅基AIN薄膜

采用直流磁控反应溅射法,在Si(100)和Pt/Ti/Si(100)上制备了AlN薄膜。用X-射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)、原子力显微(AFM)对薄膜的晶向结构和表面形貌进行了分析,研究了不同工艺参数对薄膜择优取向的影响,分析了AlN晶粒生长的有关机理。制备出的AlN薄膜显示出较好的(002)面择优取向性,半高宽(FWHM)为0.35°～0.40°,折射率约为2.07。     

脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜的光谱椭偏研究

采用脉冲直流反应磁控溅射技术在不同的占空比条件下制备了氧化钒薄膜.利用X射线光电子能谱仪测定了薄膜的组分,用光谱椭偏仪在300～850 nm的波长范围内对薄膜的光学性质进行了研究.实验结果表明降低占空比具有促进金属钒氧化的作用,而通过采用Tauc-Lorentz谐振子色散模型结合有效介质近似模型对椭偏参数ψ和△进行拟合,得到了较为理想的拟合结果.薄膜的复折射率和透过率均由椭偏拟合结果确定,结果发现占空比的下降,导致了可见光范围内薄膜折射率和消光系数的降低以及透过率的提高.     

300 nm厚Cu膜的表面分形特征与电学性能

用磁控溅射工艺在不同的沉积温度下生长300 nm厚Cu膜.用原子力显微镜(AFM)获取薄膜表面形貌,并基于分形理论定量表征;用四点探针电阻测试仪测定薄膜电阻率.结果表明,Cu膜表面分形维数(Df)及电阻率(D)与沉积温度(T,)密切相关.随着 T,升高,Df与ρ均经历了先减小再增加的过程,在Ts<373 K时,表面扩散导致薄膜表面平滑,而当Ts>373 K时,晶粒长大诱导表面形貌复杂化;当Ts<673 K时,ρ随着Ts的增加而不断减小,而当Ts>673 K时,晶粒异常长大导致其几何形态和分布方式改变,ρ反常增加.     

磁控溅射工艺对Vox薄膜结构和性能的影响

以高纯氧和高纯氩为气源,通过改变薄膜的制备工艺,用直流磁控溅射法在玻璃和单晶硅片上制备了VOx薄膜,并对其进行了退火处理。借助LCR测试仪和X射线衍射仪,对VOx薄膜的电阻温度系数、晶体结构进行了检测。结果表明,当溅射气压为1.5Pa,功率为100W,时间为1h,氧氩比为0.8∶25时,经450℃退火后,玻璃基片上制备的薄膜的电阻温度系数(TCR)超过-0.02/℃,其结构和性能最好。同时对比了玻璃和单晶硅基片对VOx薄膜的生长、性能和结构的影响。当氧氩比为0.8∶25时,单晶硅片上制得的VOx薄膜的质量和性能最好。     

氧分压对ZnO薄膜结构与光学性能的影响

采用直流磁控溅射法在不同氧分压下制备了ZnO薄膜.用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)仪、荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计对样品进行检测.实验表明,氧分压对ZnO薄膜的结构与光学性能影响很大.在样品的光致发光谱中,均只发现了520 nm附近的绿色发光峰,该峰随着氧分压的增大而增强.不同氧分压制备的ZnO薄膜中,氧分压为0.25Pa的样品结晶性能最好,透过率最高.