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中频反应磁控溅射制备二氧化硅薄膜的工艺研究

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中频反应磁控溅射制备二氧化硅薄膜的工艺研究

作者：梁云忠哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

二氧化硅薄膜具有良好的绝缘性、稳定性和机械特性,同时又是一种实用的低折射率材料,可以作为绝缘层、保护膜、钝化膜或光学薄膜,广泛应用于半导体、微波、光电子以及光学器件等领域。目前制备二氧化硅薄膜的方法有脉冲激光沉积法、等... 详细信息

二氧化硅薄膜具有良好的绝缘性、稳定性和机械特性,同时又是一种实用的低折射率材料,可以作为绝缘层、保护膜、钝化膜或光学薄膜,广泛应用于半导体、微波、光电子以及光学器件等领域。目前制备二氧化硅薄膜的方法有脉冲激光沉积法、等离子体增强化学气相沉积法、热氧化法等,以上几种镀膜方法应用在光学薄膜领域都有各种缺点,难以克服。中频反应磁控溅射是一种目前很先进的物理沉积方法。其在大面积,高反射率光学薄膜领域有极大的优势,其制备的大面积高反射膜是最有可能运用于大型光学镀膜技术,但是目前中频反应磁控溅射制备二氧化硅薄膜的工艺存在许多问题。薄膜反射率没有达到工程性能要求,还没有展开其薄膜的微纳力学性能方面的研究。本论文利用中频反应磁控溅射装备以及大量检测设备,通过实验进一步优化了高反射率二氧化硅薄膜的工艺。验证了中频反应磁控溅射制备二氧化硅薄膜的均匀性,并根据实验以及现实情况制定了中频反应磁控溅射制备二氧化硅薄膜的工艺参数。在微纳力学性能的研究方面,论文研究了工艺参数对薄膜弹性模量和硬度的影响,并得出了获得最大硬度和弹性模量的工艺参数,进行了纳米划痕试验。电子束蒸发镀膜也是一种比较适用的物理镀膜方法,本文对两种镀膜方法进行了表面成分、反射率、表面形貌、膜基结合力、硬度、弹性模量方面对比。

关键词：中频反应磁控溅射二氧化硅薄膜反射率微纳力学性能电子束蒸发

掺杂浓度对中频反应磁控溅射制备Al_2O_3：Ce^(3+)薄膜发光性能的影响

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功能材料与器件学报 2007年第6期13卷 543-548页

作者：廖国进巴德纯闻立时刘斯明阎绍峰东北大学机械工程与自动化学院辽宁工学院机械工程与自动化学院锦州121001 中国科学院金属研究所表面工程部北京航空航天大学机械工程与自动化学院

应用中频反应磁控溅射设备在载玻片上制备掺铈的Al_2O_3薄膜,在固定的电源功率下,氩气流量为23sccm,氧流量为5sccm,室温下溅射时间为90min的条件下,通过控制薄膜中的Ce^(3+)离子的掺杂量来改变薄膜的发光性能。通过X光能量散射谱(EDS)... 详细信息

应用中频反应磁控溅射设备在载玻片上制备掺铈的Al_2O_3薄膜,在固定的电源功率下,氩气流量为23sccm,氧流量为5sccm,室温下溅射时间为90min的条件下,通过控制薄膜中的Ce^(3+)离子的掺杂量来改变薄膜的发光性能。通过X光能量散射谱(EDS)和光致发光测量,得到发光强度和发光峰位对薄膜中的Ce^(3+)浓度有强烈的依赖关系,并且分析了产生这种关系的原因;对发光激发谱分析表明,薄膜发光是源于薄膜中形成的氯化铈集合体中的Ce^(3+)。Al_2O_3:Ce^(3+)发光膜可应用于需要蓝光发射的平板显示领域.

关键词：三氧化二铝薄膜中频反应磁控溅射掺杂浓度光致发光 Ce

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中频反应磁控溅射制备氧化铝薄膜的工艺探索

漳州师范学院学报（自然科学版） 2004年第2期17卷 39-42,30页

作者：何国金郭太良福州大学物理与信息工程学院福建福州350002

采用中频反应磁控溅射工艺进行氧化铝薄膜的沉积实验,研究了反应气体(O2)含量和溅射功率与薄膜沉积速率的关系,并探讨了氧化铝薄膜制备过程中存在的“迟滞回线”问题.

关键词：中频反应磁控溅射制备氧化铝薄膜沉积速率迟滞回线

离子源对中频反应磁控溅射AlN薄膜结构和性能的影响

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中国表面工程 2012年第6期25卷 42-46页

作者：刘兰兰林松盛曾德长代明江胡芳华南理工大学材料科学与工程学院广州510641 广州有色金属研究院新材料研究所广州510651

采用离子源辅助中频反应磁控溅射技术在单晶硅及硬质合金基体上沉积AlN薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、薄膜结合强度划痕试验仪等对薄膜结构及性能进行表征,着重研究了离子源对中频反应磁控溅射AlN薄膜... 详细信息

采用离子源辅助中频反应磁控溅射技术在单晶硅及硬质合金基体上沉积AlN薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、薄膜结合强度划痕试验仪等对薄膜结构及性能进行表征,着重研究了离子源对中频反应磁控溅射AlN薄膜结构和性能的影响。结果表明:离子源的辅助沉积有利于AlN相的合成,当离子源功率大于0.7kW时,AlN沿(100)晶面择优取向明显,当离子源功率为1.3kW时,所沉积膜层有向非晶化转变的趋势。同时,随着离子源功率的增加,所沉积的AlN薄膜致密度和膜/基结合力均显著提高,而膜层沉积速率和硬度则呈先上升后降低的规律。

关键词： AlN薄膜离子源中频反应磁控溅射非晶化

掺杂浓度对中频反应磁控溅射制备Al_2O_3:Ce^(3+)薄膜发光性能的影响

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真空 2009年第2期46卷 33-37页

作者：闫绍峰骆红廖国进巴德纯闻立时辽宁工业大学机械工程与自动化学院辽宁锦州121001 中石油东北炼化工程有限公司锦州设计院辽宁锦州121001 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 中国科学院金属研究所表面工程部辽宁沈阳110016

应用中频反应磁控溅射设备在载玻片上制备掺铈的Al2O3薄膜,在固定的电源功率下,氩气流量为23sccm,氧流量为5sccm,室温下溅射时间为90分钟的条件下,通过控制薄膜中的Ce3+离子的掺杂量来改变薄膜的发光性能。通过X光能量散射谱(EDS)和光... 详细信息

应用中频反应磁控溅射设备在载玻片上制备掺铈的Al2O3薄膜,在固定的电源功率下,氩气流量为23sccm,氧流量为5sccm,室温下溅射时间为90分钟的条件下,通过控制薄膜中的Ce3+离子的掺杂量来改变薄膜的发光性能。通过X光能量散射谱(EDS)和光致发光测量,得到发光强度和发光峰位对薄膜中的Ce3+浓度有强烈的依赖关系,并且分析了产生这种关系的原因;对发光激发谱分析表明,薄膜发光是源于薄膜中形成的氯化铈集合体中的Ce3+。Al2O3:Ce3+发光膜可应用于需要蓝光发射的平板显示领域。

关键词：三氧化二铝薄膜中频反应磁控溅射掺杂浓度光致发光 Ce

偏压对中频反应磁控溅射AlN薄膜结构与性能的影响

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真空 2012年第6期49卷 28-31页

作者：林松盛刘兰兰曾德长代明江胡芳广州有色金属研究院新材料研究所广东广州510651 华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510641

采用离子束辅助中频反应磁控溅射技术在单晶硅及YG6硬质合金基体上沉积AlN薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、薄膜结合强度划痕试验仪等对薄膜结构及性能进行表征,着重研究了偏压对中频反应溅射沉积AlN薄膜... 详细信息

采用离子束辅助中频反应磁控溅射技术在单晶硅及YG6硬质合金基体上沉积AlN薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、薄膜结合强度划痕试验仪等对薄膜结构及性能进行表征,着重研究了偏压对中频反应溅射沉积AlN薄膜结构和性能的影响。研究结果表明:所制备的AlN薄膜是由AlN相和Al相组成的,偏压的增大,有利于薄膜结晶度的提高,AlN沿(100)晶面择优取向增强;同时,随着偏压的增加,所沉积的AlN薄膜致密度和膜/基结合力均显著提高,而膜层沉积速率和膜基复合硬度则呈降低的规律。

关键词： AlN薄膜偏压中频反应磁控溅射离子束辅助

中频反应磁控溅射Al2O3薄膜的靶电压迟滞回线与控制点研究

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中频反应磁控溅射Al2O3薄膜的靶电压迟滞回线与控制点研究

离子源对中频反应磁控溅射AIN薄膜结构和性能的影响

TFC’17全国薄膜技术学术研讨会

作者：王庆富方立平刘清和陈林王勤国孟宪东肖红中国工程物理研究院材料研究所

采用中频磁控溅射离子镀技术制备了AlO薄膜,采用反应溅射控制器测定了不同氩分压与靶功率下的靶电压迟滞回线,采用X-射线衍射仪、扫描电镜、EDS能谱、俄歇电子能谱仪对不同电压控制点下制备的AlO薄膜的组织结构与化学组分进行了研究。... 详细信息

采用中频磁控溅射离子镀技术制备了AlO薄膜,采用反应溅射控制器测定了不同氩分压与靶功率下的靶电压迟滞回线,采用X-射线衍射仪、扫描电镜、EDS能谱、俄歇电子能谱仪对不同电压控制点下制备的AlO薄膜的组织结构与化学组分进行了研究。结果表明,中频磁控溅射沉积AlO薄膜靶电压迟滞回线具有典型的反应溅射靶电压迟滞回线特性,在不同氩分压、靶功率下,靶电压的迟滞回线特性相似,都存在O流量升高达到某一临界值时,溅射模式由金属态向化合物态的转变,靶电压出现快速下降的现象;当O流量下降达到某一临界值时,溅射模式由化合物态向金属态转变,靶电压出现快速上升。靶电压控制点在25%～40%之间,均可以获得致密的主要以非晶态存在的AlO薄膜。

关键词： Al2O3薄膜中频反应磁控溅射靶电压迟滞回线靶电压控制点

来源： cnki会议评论

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离子源对中频反应磁控溅射AIN薄膜结构和性能的影响

2012年广东省真空学会学术年会

作者：刘兰兰林松盛曾德长代明江胡芳华南理工大学材料科学与工程学院广州有色金属研究院

采用离子源辅助中频反应磁控溅射技术在单晶硅及硬质合金基体上沉积AIN薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、薄膜结合强度划痕试验仪等对薄膜结构及性能进行表征,着重研究了离子源对中频反应磁控溅射AIN薄膜结... 详细信息

采用离子源辅助中频反应磁控溅射技术在单晶硅及硬质合金基体上沉积AIN薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、薄膜结合强度划痕试验仪等对薄膜结构及性能进行表征,着重研究了离子源对中频反应磁控溅射AIN薄膜结构和性能的影响。研究结果表明:离子源的辅助沉积有利于AIN相的合成,当离子源功率大于0.7kW时,AIN沿(100)晶面择优取向明显,当离子源功率为1.3kW时,所沉积膜层有向非晶化转变的趋势。同时,随着离子源功率的增加,所沉积的AIN薄膜致密度和膜/基结合力均显著提高,而膜层沉积速率和硬度则呈先上升后降低的规律。

关键词： AIN薄膜离子源中频反应磁控溅射非晶化

来源： cnki会议评论

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中频磁控溅射AlN薄膜的电学性能研究

光电子技术 2010年第2期30卷 122-126页

作者：贾贞翁卫祥袁军林张杰李昱郭太良福州大学物理与信息工程学院福州350002

利用中频反应磁控溅射在玻璃衬底上沉积了不同溅射功率的AlN薄膜。采用X射线衍射仪、原子力显微镜和电击穿场强测试系统研究了薄膜的结构和电学性能,并对该介质薄膜的导通机制进行了分析。结果表明,所制备的薄膜呈非晶态,5kW溅射功率下... 详细信息

利用中频反应磁控溅射在玻璃衬底上沉积了不同溅射功率的AlN薄膜。采用X射线衍射仪、原子力显微镜和电击穿场强测试系统研究了薄膜的结构和电学性能,并对该介质薄膜的导通机制进行了分析。结果表明,所制备的薄膜呈非晶态,5kW溅射功率下制备的薄膜具有较好的表面结构,并具有较高的耐击穿场强,约为2.1MV/cm;结合理论分析发现,AlN在不同的场强条件下以某一种导通作为主要的导通机制:低场强区服从欧姆定律,随着场强升高,在不同的阶段分别以肖特基效应,普尔-弗兰凯尔效应和F-N效应为主。

关键词： AlN薄膜中频反应磁控溅射电学性能导通机制