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磁控溅射法制备CuxNiy薄膜

磁控溅射法制备CuxNiy薄膜

作者：吴俊武汉理工大学

学位级别：硕士

本论文采用Cu-Ni二元合金拼合靶为靶源,利用直流磁控溅射技术在单晶O和A O基板上制备CuNi薄膜。通过采用X-射线衍射(XRD)、极图(SF J i uEJ)、场发射扫描电子显微镜(E E)、电子探针显微分析(EP A)和原子力显微镜(A)等表征分析技术系统... 详细信息

本论文采用Cu-Ni二元合金拼合靶为靶源,利用直流磁控溅射技术在单晶O和A O基板上制备CuNi薄膜。通过采用X-射线衍射(XRD)、极图(SF J i uEJ)、场发射扫描电子显微镜(E E)、电子探针显微分析(EP A)和原子力显微镜(A)等表征分析技术系统研究了基板种类、沉积温度、溅射功率、AE分压和靶源形式对薄膜成分、薄膜物相、面内外取向、微观形貌和沉积速率的影响,以期可以获得成分可控、组分变化的CuNi系列薄膜。主要研究内容如下:以金属Cu靶为溅射靶,通过改变沉积温度(25-600 C),溅射功率(50-100 W),和AE分压(1-3 PD)等沉积工艺条件在单晶O(111)和A O(0001)基板上制备Cu薄膜。XRD分析结果表明:在两种单晶基板上,Cu薄膜的面外取向为取向,表明Cu薄膜为择优取向生长的外延薄膜。随沉积工艺参数的改变,Cu薄膜的微观形貌和沉积速率也发生相应变化,E E分析结果表明:Cu薄膜的晶粒尺寸随沉积温度和溅射功率的增加而增加;Cu薄膜的沉积速率随沉积温度的升高而降低(2.24-0.96?O/?,2.18-0.72?O/?),随溅射功率的增加而增加(2.24-4.79?O/?,2.18-4.64?O/?),随AE分压的增加而降低(2.24-0.92?O/?,2.18-0.92?O/?)。A测试结果表明:Cu薄膜的粗糙度随沉积温度的增加而增加。通过极图研究了Cu外延薄膜的面内取向及其与单晶基板之间的外延关系,其结果如下:Cu(111)[-110]//O(111)[11-2],Cu(111)[110]//A O(0001)[10-10]。以Cu-Ni二元拼合靶为溅射靶,通过改变沉积温度(25-600 C)和溅射功率(50-100 W)等沉积工艺在单晶O(111)和A O(0001)单晶基板上制备CuNi薄膜。EP A结果分析表明:在相同的沉积工艺条件下,随拼合靶中Ni比例的增加,CuNi薄膜中Ni组分的含量变化范围分别为:1.69-15.49%,1.83-15.54%。随沉积工艺参数的改变,CuNi薄膜的微观形貌和沉积速率也发生相应变化,E E分析结果表明:CuNi薄膜的晶粒大小随溅射功率增加而增加,薄膜表面的均匀性也随之增加;晶粒大小随沉积温度增加而增加,但薄膜的均匀性却随之降低。CuNi薄膜的沉积速率受沉积工艺条件和拼合方式的影响比较复杂。沉积速率大致随溅射功率的增加而增加,随拼合靶中Ni比例的变化,沉积速率的变化范围不是很大。沉积温度和拼合方式与沉积速率之间的关系较为复杂,当沉积温度为25C时,1/2-Ni/Cu拼合靶制备的CuNi薄膜的生长速率增加幅度较大(56%,55%);当沉积温度为400 C时,1/4-Ni/Cu拼合靶制备的CuNi薄膜的生长速率下降幅度大(48%,43%)。

关键词：直流磁控溅射技术 Cu-Ni拼合靶 Cu外延薄膜 CuxNiy薄膜

氧化镍及掺杂氧化镍薄膜的磁控溅射制备及研究

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氧化镍及掺杂氧化镍薄膜的磁控溅射制备及研究

作者：孟雪郑州大学

学位级别：硕士

氧化镍(NiO)半导体材料具有优异的电学性能和化学稳定性,在多个领域有潜在应用。作为潜在的传输层材料,高迁移率和电导率的NiO薄膜的制备和性质尤其电学性质还有待进一步研究。而磁控溅射法因具有多种优点而成为NiO薄膜制备的首选。基于... 详细信息

氧化镍(NiO)半导体材料具有优异的电学性能和化学稳定性,在多个领域有潜在应用。作为潜在的传输层材料,高迁移率和电导率的NiO薄膜的制备和性质尤其电学性质还有待进一步研究。而磁控溅射法因具有多种优点而成为NiO薄膜制备的首选。基于此,本论文采用直流磁控溅射法制备了一系列的NiO和NiO:Zn(In)薄膜,着重研究了氧氩比、溅射功率、衬底温度和工作气压对薄膜微结构、光学和电学性质的影响,并获得了制备优异传输层材料的最佳参数。此外,还剖析了NiO薄膜从p型到n型的转变机制。主要的结果如下:(1)氧氩比为1:1时制备的NiO薄膜更有应用价值。氧气通入过量时,会在晶格中引入大量点缺陷而导致薄膜结晶变差。(2)随衬底温度的升高NiO薄膜的结晶总体上改善。在衬底温度为600℃时,NiO薄膜的光学吸收边达到最大值3.69 e V,迁移率达到3.461 cm/Vs。衬底温度在室温至200℃之间NiO可能存在一个中间状态,霍尔测试数据证实该中间状态有做p型空穴传输材料的潜质。(3)工作气压对NiO薄膜微结构影响不大,对光学电学性质有一定影响。对NiO制备而言,工作气压存在下限值1.0 Pa,低于该值后会发生蓝色辉光现象,推测与氧电离有关。蓝色辉光下制备的NiO薄膜内部存在大量缺陷。(4)锌或铟元素掺杂并结合热效应导致NiO:Zn薄膜和NiO:In薄膜的导电类型由p型转变为n型,发生转变时的临界温度分别为400和300℃。NiO:In较NiO:Zn具有更低的临界转变温度,这归功于其可以向晶格提供额外电子。(5)溅射功率为120 W时,n型NiO:In薄膜结晶最好,平均晶粒尺寸可达42.1nm。薄膜迁移率随溅射功率的增大近线性增大,在溅射功率为140 W时薄膜的迁移率达到最大值0.7134 cm/Vs,大于NiO:Zn薄膜的迁移率0.6078 cm/Vs。电阻率随溅射功率的增大大体呈下降趋势,这表明高溅射功率条件下制备的NiO:In薄膜电学性质较佳,有望作为电子传输层材料。

关键词： NiO及掺杂NiO薄膜直流磁控溅射技术微结构光学性质电学性质

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铜合金自形成阻挡层制备及其性能研究

应用科技 2022年第3期49卷 44-49页

作者：王晓铖曹菲南泽昊杭州电子科技大学电子信息学院浙江杭州310018

随着微电子器件特征尺寸进一步缩小,传统的铜互连阻挡层技术将面临极大的挑战,为解决传统铜互连阻挡层技术阻挡扩散性能弱的问题,铜合金自形成阻挡层技术成为该领域的研究热点。本文以Cu(V)/SiO2/Si多层膜体系为研究对象,实现Cu(V)合金... 详细信息

随着微电子器件特征尺寸进一步缩小,传统的铜互连阻挡层技术将面临极大的挑战,为解决传统铜互连阻挡层技术阻挡扩散性能弱的问题,铜合金自形成阻挡层技术成为该领域的研究热点。本文以Cu(V)/SiO2/Si多层膜体系为研究对象,实现Cu(V)合金薄膜制备参数的优化设计。通过体系界面特性和电学特性的分析得出,溅射气压、溅射功率和靶基距这3个制备参数的变化对铜合金薄膜性质及合金体系的阻挡性能均有明显的影响。且当溅射气压为0.5 Pa、溅射功率为90 W、靶基距为60 mm时,制备的铜钒合金薄膜经退火后会自形成最优阻挡层。

关键词：微电子器件互连阻挡层漏电电流电阻率直流磁控溅射技术铜合金薄膜自形成

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磁光合金膜的磁控溅射

磁性材料及器件 1987年第1期 12-16页

作者：范玉殿亢海霞清华大学工程物理系

采用直流磁控溅射技术,配备自行设计的可调薄膜成份的BF—250型矩形平面区控电磁靶,制备了多种成份的Gd-Fe、Gd-Tb-Fe磁光合金薄膜。实验表明,BF-250型电磁靶调节薄膜成份,规律性好,调节范围宽,能够镀制出非晶态的垂直磁化磁光光盘介质... 详细信息

采用直流磁控溅射技术,配备自行设计的可调薄膜成份的BF—250型矩形平面区控电磁靶,制备了多种成份的Gd-Fe、Gd-Tb-Fe磁光合金薄膜。实验表明,BF-250型电磁靶调节薄膜成份,规律性好,调节范围宽,能够镀制出非晶态的垂直磁化磁光光盘介质薄膜,对于Gd-Tb-Fe磁光膜,(Gd+Tb)总含量为24at％左右,Gd与Tb的原子数比为1.5～1.7时,磁光特性较好。

关键词：合金膜磁光特性非晶态磁光光盘磁靶直流磁控溅射技术 Fe 磁控溅射垂直磁化

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铝过渡层沉积CVD金刚石涂层的研究

机械制造与自动化 2012年第3期41卷 27-29,42页

作者：郑琳左敦稳徐锋卢文壮张旭辉黄美健朱良杰南京航空航天大学抗疲劳制造与表面工程研究所江苏南京210016

使用Murakami溶液和王水预处理高钴硬质合金刀片,并用直流磁控溅射(DCS)技术在此硬质合金上溅射铝过渡层,在热丝化学气相沉积(HFCVD)设备里沉积金刚石薄膜;分析了金刚石形核机理,并利用SEM以及Raman等方法表征试样。结果表明:与未溅射... 详细信息

使用Murakami溶液和王水预处理高钴硬质合金刀片,并用直流磁控溅射(DCS)技术在此硬质合金上溅射铝过渡层,在热丝化学气相沉积(HFCVD)设备里沉积金刚石薄膜;分析了金刚石形核机理,并利用SEM以及Raman等方法表征试样。结果表明:与未溅射过渡层的样品相比,在过渡层上的金刚石形核密度更高,金刚石颗粒尺寸更加细小。

关键词：直流磁控溅射技术铝中间层金刚石薄膜高钴硬质合金

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磁控溅射低温制备高电导高透明氢掺杂薄膜

中国新技术新产品 2019年第5期 12-13页

作者：张敏杜鹃青海黄河上游水电开发有限责任公司光伏产业技术分公司青海西宁810000

通过分析直流磁控溅射技术低温制备高电导和高透明的氢掺杂AZO薄膜实验,明确了溅射技术对于低温制备AZO薄膜的重要作用。由此可以证明,引入适量氢气,有利于提升AZO薄膜的电阻率。

关键词：直流磁控溅射技术低温制备高电导高透明氢掺杂AZO薄膜

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