射频磁控溅射

摘要： 室温下,采用射频磁控溅射氧化锌(ZnO)粉末靶和铜(Cu)靶,在玻璃衬底上制备ZnO/Cu/ZnO透明导电薄膜。通过改变Cu层厚度,研究其对ZnO/Cu/ZnO薄膜光电性能的影响。结果表明:ZnO/Cu/ZnO表面相对平整,结晶程度较好,在可见光范围内,当Cu厚度为11 nm和14 nm时,ZnO/Cu/ZnO薄膜的最高透光率分别为79%和74%;当Cu厚度为14 nm时,其载流子浓度及带电粒子运动能力分别为4.85×10^(21)cm^(-3)和6.73 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)。与ZnO/Ag/ZnO薄膜相比,ZnO/Cu/ZnO需要更厚的铜薄膜才能连续,而具有较薄Ag层的ZnO/Ag/ZnO有比ZnO/Cu/ZnO更优良的光电性能。

摘要： 具有高介电常数的Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)薄膜存在氧空位和陷阱缺陷,因此,使用Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)作为栅绝缘层的ZnO-TFTs具有高的界面费米能级钉扎效应和低的电学性能.为了解决这些问题,提高器件性能,本文采用射频磁控溅射制备了以Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)为栅绝缘层的ZnO-TFTs,同时,详细研究了300°C、400°C、500°C和600°C等退火温度对ZnO-TFTs性能的影响,研究结果表明,随着退火温度的升高,Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)栅绝缘层和ZnO-TFTs的性能先升高后降低,在退火温度为500°C时,Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)栅绝缘层和ZnO-TFTs的性能都得到了显著提高,电容密度从165 nF/cm^(2)升高到222 nF/cm^(2),开关比从103升高到105.

摘要： 采用磁致伸缩薄膜FeGa作为敏感材料,优化设计了一种新型高灵敏声表面波(SAW)电流传感器。以中心频率150 MHz的延迟线型SAW器件作为传感元,利用射频(RF)磁控溅射法在其表面SAW传播路径上沉积FeGa磁性薄膜,由此构建SAW电流传感器件。将研制的传感器件接入由放大器及混频器组成的振荡电路中,通过与未镀膜参考器件进行差分,其输出信号用作传感信号。在电磁场作用下,FeGa薄膜产生的磁致伸缩效应引起SAW传播速度的改变,最终以相应的差分振荡频率偏移来评估施加的电流值。为进一步提升传感器性能,通过控制不同的溅射功率及退火热处理等制备工艺来确定优化的制备条件。实验结果表明,当FeGa薄膜厚度为500 nm,溅射功率为100 W,退火热处理温度为300°C时,所研制的电流传感器线性度及重复性良好,灵敏度较高(24.67 kHz/A)。

摘要： 采用射频磁控溅射技术在硅衬底和石英玻璃衬底上制备了Al掺杂ZnO(AZO)薄膜,研究了不同衬底对AZO薄膜的结构、形貌、电学和光学性质的影响。结果表明:硅衬底上沉积的AZO薄膜具有更好的结晶质量;同时,硅衬底上AZO薄膜电阻率和载流子浓度较玻璃衬底上的性能提高10倍以上,其霍尔迁移率提高约17倍左右,硅衬底上AZO薄膜表现出优异的电学特性;所有样品在紫外光区有弱的发光峰,在可见光区有强而宽的绿光和黄光发光峰,紫外发光峰来源于ZnO的带间跃迁。此外,样品在可见光区平均透射率达90%以上。该实验研究结果对于可控生长的AZO透明导电薄膜在光伏器件上的应用具有重要意义。

摘要： 采用高真空射频磁控溅射法在硅Si(111)衬底上沉积氧化镓(β-Ga_(2)O_(3)),开展了溅射温度对Ga_(2)O_(3)微观结构及光学性能影响的研究,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱仪等测试手段对Ga_(2)O_(3)晶体结构、表面形貌及光学性能进行表征分析。实验结果表明,在高纯Ar气环境下,所沉积的Ga_(2)O_(3)形貌差异与不同溅射温度下Ga_(2)O_(3)生长机理有关,当溅射温度达到300°C时,Ga_(2)O_(3)发生热分解,形成金属Ga团簇;当溅射温度达到400°C时,金属Ga团簇作为催化剂触发Ga_(2)O_(3)纳米线的自催化生长。光致发光(PL)光谱中,Ga_(2)O_(3)样品在300~700 nm波长范围内显示出4个位于紫光、蓝光、绿光区域的发射峰,在溅射温度为400°C下形成的Ga_(2)O_(3)纳米线发射峰显著增强,并且发生轻微的蓝移,纳米结构中较大的比表面积以及量子尺寸效应对Ga_(2)O_(3)的荧光发射(PL)性能具有重要影响。拉曼光谱(Raman)显示,随着溅射温度升高,Ga_(2)O_(3)晶体质量有所提高;在溅射温度为400°C下形成的纳米线出现新的拉曼振动模式,并且发生18 cm^(-1)的蓝移。

摘要： 针对不同氧含量薄膜结构对钛酸钡薄膜微观结构与光电性能的影响进行研究,通过射频磁控溅射法制备高质量的钛酸钡薄膜。设置基片加热温度为350°C,工作气压为1.6 Pa,溅射功率为150 W,当总溅射时间为200 min时,在ITO基片上构建具有“贫氧+富氧+贫氧”三明治结构的钛酸钡薄膜。采用XRD、SEM、XPS等对薄膜微观结构、形貌和元素含量进行表征,采用LCR测试并计算得到薄膜的介电常数及介电损耗值。实验结果表明,制备的三明治结构薄膜厚度为810 nm,其平均可见光透光率可达55%,薄膜的介电常数为3.8,介电损耗值小于0.18。采用“贫氧+富氧+贫氧”三明治结构有利于提高钛酸钡薄膜的结晶性,且有利于提高钛酸钡薄膜的晶粒尺寸,提高钛酸钡薄膜的介电常数,降低其介电损耗值。

摘要： 采用射频(RF)磁控溅射技术在Si(100)衬底上制备WSe_(2)纳米薄膜,研究在不同制备压强(2.0、2.5、3.0 Pa)下WSe_(2)纳米薄膜的形貌及光电性质变化.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、光致发光谱(PL)、霍尔效应等测试对薄膜样品进行基本性质表征.SEM测试结果表明:溅射压强的改变对薄膜形貌有显著影响,随着压强的增加“蠕虫”状结构更加明显.进一步研究WSe_(2)的生长取向,XRD测试结果表明WSe_(2)薄膜在(008)晶面优先生长,证明压强的不同会改变WSe_(2)的晶体结构,提高其结晶性和光吸收特性.此外电学性能测试表明,WSe_(2)纳米薄膜的载流子浓度和霍尔系数可以通过改变压强来调节.体现了磁控溅射技术制备的WSe_(2)具有可控性好,易于重复等优点,在构建多功能WSe_(2)器件领域中具有很好的应用前景.

摘要： 为了提高单周期BSZT/BTO薄膜的性能,采用射频磁控溅射技术制备了(BSZT/BTO)_(n)(n=1,2,3,4)多周期异质结构薄膜。通过XRD、SEM和电学性能测试等手段探究周期数n对(BSZT/BTO)_(n)薄膜微观结构和电学性能的影响。结果表明,随着周期数n的增加,(BSZT/BTO)_(n)薄膜结晶性增强,介电常数增大,介电损耗减小。在1 MHz测试条件下,(BSZT/BTO)_(4)薄膜的介电常数为187,介电损耗仅为0.02,同时薄膜的铁电性略微增加,而漏电流密度降低到了1.16×10^(-5)A/cm^(2),这表明(BSZT/BTO)_(n)薄膜周期数增加能有效提高薄膜的微观结构和电学性能。除此之外,还对(BSZT/BTO)_(4)薄膜漏电流密度机制与温度和电场强度的关系进行了研究,从机理上说明了(BSZT/BTO)_(4)薄膜漏电流密度特性。

摘要： 近年来,第三代宽禁带半导体材料β-Ga_(2)O_(3)受到越来越多的关注,在材料制备、掺杂、刻蚀等方面都有广泛研究.射频磁控溅射是常用的β-Ga_(2)O_(3)薄膜制备方法之一,而磁控溅射法制膜往往需要进行退火处理以提高薄膜质量.本文研究溅射功率对射频磁控溅射在C面蓝宝石基底上制备得到的β-Ga_(2)O_(3)薄膜特性的影响. X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果表明,随着溅射功率的增大,半峰宽呈现先增大后减小再增大的趋势,晶粒尺寸变化与之相反.此外,通过积分球式分光光度计,研究了溅射功率对β-Ga_(2)O_(3)薄膜光学特性的影响.光学特性方面,薄膜吸光度随着波长的增加,先升高后下降、再升高再下降,最后吸收边在700 nm附近截止,不同溅射功率制备的薄膜吸收光谱都存在两个吸收峰.

摘要： 在不同氧气流量下,采用双靶射频磁控共溅射的方法在蓝宝石(α-Al_(2)O_(3))基底上制备得到系列掺Cr的Ga_(2)O_(3)(Ga_(2)O_(3)∶Cr)薄膜,详细研究了薄膜在900°C退火前后的结构和光学性能。结果表明,未退火的Ga_(2)O_(3)∶Cr薄膜为非晶结构,其发光主要位于蓝绿波段。经900°C退火后,薄膜的结构由非晶变为多晶,且在近红外波段观测到了来源于Cr^(3+)掺杂的发光。退火后的薄膜结晶质量和近红外发光均与氧气流量密切相关,而其光学带隙不受氧气流量的影响。在所研究的氧气流量范围,4 mL/min氧气流量下薄膜的近红外发光强度最强,这与此条件下薄膜结晶质量较好以及Cr^(3+)替代Ga 3+的数量较多有关。以上研究成果可为制备高质量Ga_(2)O_(3)∶Cr薄膜提供参考。

摘要： 采用RF射频磁控溅射技术和ZnO-Li0.022陶瓷靶在Si (100)基片上制备了高度c轴择优取向的ZnO薄膜,XRD分析表明Li+离子掺杂改善了ZnO靶材的结构和性能,同时研究了不同RF溅射温度、氧分压对ZnO薄膜结构与择优取向的影响；通过对不同溅射工艺参数的进一步分析比较,确定了RF溅射最佳条件:基片温度Ts小于300°C,氩氧气氛体积比为Ar∶O2=20∶5,由此制得了高度c轴(002)择优取向、致密、均匀,满足声表面波器件(SAW)应用要求的ZnO压电薄膜.

摘要： 利用射频磁控溅射法制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜,主要研究了氧气流量、基底温度、溅射功率和氩气流量等工艺参数对薄膜光电性能的影响,计算了薄膜的品质因数,并根据品质因数优化了薄膜的制备工艺.实验结果表明:当氧气流量为4sccm、基底温度为285°C、溅射功率为1500W、氩气流量为160sccm时所制得的薄膜品质因数最高,平均透过率为81.8％,电阻率为3.12×10-6Ω·m,光电综合性能较好.

摘要： 利用射频磁控溅射技术,在室温下用TiO2陶瓷靶在玻璃基底上制备N掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和紫外可见光分光光度计研究了不同退火条件对薄膜的微观结构和光学性能的影响.实验结果表明:真空退火后的薄膜结晶性能均较差,随着退火温度的升高,薄膜表面的缺陷增加,薄膜内部的N含量均减少,禁带宽度从2.83eV增加到3.21eV;常压条件下退火,薄膜的结晶性变优,晶粒变大,薄膜内部N含量减少,禁带宽度增加到2.93eV.

摘要： 利用射频磁控溅射方法制备了一系列Sc2O3稳定ZrO2薄膜固体电解质.通过XRD和SEM表征了10 mol％ Sc2O3掺杂ZrO2 (10ScSZ)薄膜的物相结构、晶粒大小以及表面与截面形貌.同时,研究了基板类型和基板温度对10ScSZ薄膜电解质电导率的影响.结果表明:通过射频磁控溅射沉积以及退火处理,成功制得纳米晶粒尺度、室温下立方萤石相稳定的10ScSZ薄膜.室温下在石英衬底上制备的10ScSZ薄膜电解质的电导率高于在多晶氧化铝衬底上制备的10ScSZ薄膜电解质电导率.随着沉积温度提高,l0ScSZ薄膜电解质电导率逐渐下降,这是由随着沉积温度升高而增大的10ScSZ薄膜晶粒尺寸导致的.

摘要： 采用射频磁控溅射制备氧化铟锡[ITO,In2O3∶SnO2=90∶10(质量比)]薄膜,讨论了溅射气氛中的氧氩体积百分对ITO薄膜的微观结构和电学性能的影响.结果表明:随着氧氩体积百分比的增大,ITO薄膜XRD谱中的(222)面峰强由弱到强变化,当氧氩体积百分比达到3％,4％时,ITO薄膜的(400)面峰强超越了(222)面;随着氧氩体积百分比的增大,薄膜的电阻率显著增大,而沉积速率、栽流子浓度和迁移率都降低.

摘要： 本工作对射频磁控溅射法制备的纯氧化铟薄膜的结构、光、电、磁特性进行了研究。结果表明纯的氧化铟薄膜中存在室温d0铁磁性且可以通过真空退火得到有效的增强。另外,在不同的氧氩流量比下制备的纯氧化铟薄膜,其光学带隙及磁性随着氧氩流量比的增大呈非单调变化。当氧氩流量比达到15∶15时导电类型由n型转变为p型。结构、光、电、磁特性的一致变化表明氧空位和铟空位分别在n型和p型导电区域对调节铁磁性起重要作用。

摘要： 研究性物理实验在物理专业高年级本科生教学中对于培养学生科研意识,提高学生创新能力发挥着重要作用.本文研究性物理实验内容包括制备SrTiO3薄膜并利用XRD、SEM-EDX表征薄膜的结构取向、表面形貌.并结合实验分析了研究性物理实验的作用.

摘要： 作为第三代半导体材料之一的氧化锌(ZnO),因其具有宽禁带、高激子束缚能、环境友好、成本低廉等优势,吸引了众多研究者的关注。基于该材料的发光二极管研究也取得了许多成果。本文对ZnO基发光器件中界面对发光性能的影响做了研究,并通过引进插入层改善界面状况,提升器件性能。

摘要： 作为第三代半导体材料之一的氧化锌(ZnO),因其具有宽禁带、高激子束缚能、环境友好、成本低廉等优势,吸引了众多研究者的关注。基于该材料的发光二极管研究也取得了许多成果。本文对ZnO基发光器件中界面对发光性能的影响做了研究,并通过引进插入层改善界面状况,提升器件性能。

摘要： 作为第三代半导体材料之一的氧化锌(ZnO),因其具有宽禁带、高激子束缚能、环境友好、成本低廉等优势,吸引了众多研究者的关注。基于该材料的发光二极管研究也取得了许多成果。本文对ZnO基发光器件中界面对发光性能的影响做了研究,并通过引进插入层改善界面状况,提升器件性能。

摘要： 一种磁控溅射装置、磁控溅射设备及磁控溅射的方法，该磁控溅射装置包括：靶材承载部，配置为在其上承载靶材；磁体承载部，配置为在其上承载磁体并可驱动所述磁体相对于所述靶材承载部沿预定路径做往复运动；限位传感器，配置为确定所述磁体沿所述预定路径往复运动的终点位置；其中，所述限位传感器确定的所述终点位置在所述磁控溅射装置的工作过程中可沿所述预定路径调整。该磁控溅射装置能够通过对限位传感器位置的调整，来确定磁体往复运动的终点位置，从而改善对靶材轰击的均匀性，避免过早更换靶材带来的浪费，即延长了靶材的使用寿命。

摘要： 一种用于承载一靶材的磁控溅射靶座，其包括磁铁组件、冷却水路及承载件。承载件用于承载磁铁组件及冷却水路并使磁铁组件抵持靶材的表面。磁铁组件包括多排间隔设置的磁柱组，每排磁柱组均包括多个收容在承载件上的磁柱，同一排磁柱组中的所有磁柱的同性磁极的朝向相同以共同形成一磁极，相邻两排的磁柱组形成的磁极相反。冷却水路绕设于该多排磁柱组之间。所述磁控溅射靶座，通过多排间隔收容于承载件上的磁柱组形成多个磁场及绕设于该多排磁柱组之间的冷却水路，增大电离气体分子利用多个磁场撞击靶材表面的有效面积及冷却靶材的有效面积，提升靶材的利用率及冷却效果。本发明还涉及一种具有该磁控溅射靶座的磁控溅射装置。

摘要： 一种磁控溅射装置包括屏蔽罩、基板承载座以及磁控溅射靶，屏蔽罩形成有一第一腔体，基板承载座、基板以及磁控溅射靶位于第一腔体内。基板承载座与磁控溅射靶正对设置，基板安装于基板承载座上，磁控溅射靶枢接在所述屏蔽罩内壁上。磁控溅射靶包括靶座、至少一个靶材、多个磁芯以及磁芯平移机构，靶材固定在所述靶座上，多个磁芯固定在磁芯平移机构上。每两个相邻磁芯的磁性相反。磁芯平移机构包括支撑板、多个辊轴以及传动条，支撑板边缘固定在所述靶座上且与所述靶材平行，多个辊轴设置在该支撑板上并能够相对该支撑板旋转，传动条环绕该多个辊轴以及支撑板设置，磁芯平移机构能够带动多个磁芯相对靶材平移。本发明还提供一种磁控溅射靶。

摘要： 本发明提供一种磁控溅射组件，包括固定盘、旋转驱动机构和设置在固定盘上的磁控管，旋转驱动机构用于驱动固定盘旋转，磁控管包括多个磁极，多个磁极沿多条互相嵌套的螺旋状曲线依次排列，沿任一螺旋状曲线排列的多个磁极的极性与沿相邻的螺旋状曲线排列的多个磁极的极性相反，且沿任一螺旋状曲线排列的多个磁极中位于曲线中心的至少一个磁极的极性与其他磁极的极性相反。本发明提供的技术方案提高了磁控管旋转产生的磁场的场强分布均匀性，进而提高了磁控溅射反应中薄膜沉积速率的均匀性。本发明还提供一种磁控溅射设备和磁控溅射方法。

摘要： 本发明提供一种磁控溅射组件，包括磁控管和靶材，所述磁控管相对于所述靶材固定设置，所述磁控管包括磁极方向相反的内磁极和外磁极，在所述内、外磁极之间形成磁场轨道。本发明还提供一种磁控溅射腔室及磁控溅射设备。本发明不仅可提高磁控溅射组件稳定性，而且还可以增加生成的磁性薄膜的应用频率范围。

摘要： 一种磁控溅射装置、磁控溅射设备及磁控溅射的方法，该磁控溅射装置包括：靶材承载部，配置为在其上承载靶材；磁体承载部，配置为在其上承载磁体并可驱动所述磁体相对于所述靶材承载部沿预定路径做往复运动；限位传感器，配置为确定所述磁体沿所述预定路径往复运动的终点位置；其中，所述限位传感器确定的所述终点位置在所述磁控溅射装置的工作过程中可沿所述预定路径调整。该磁控溅射装置能够通过对限位传感器位置的调整，来确定磁体往复运动的终点位置，从而改善对靶材轰击的均匀性，避免过早更换靶材带来的浪费，即延长了靶材的使用寿命。

摘要： 一种磁控溅射环、磁控溅射环装置及磁控溅射反应器。其中，磁控溅射环包括内环侧壁和外环侧壁，所述内环侧壁具有凸台结构。应用本发明的磁控溅射环可以提高磁控溅射环被溅射的时间，从而减少附着在磁控溅射环装置表面的溅射材料以颗粒形式掉落至基板上，进而提高基片成膜质量。另外，本发明的磁控溅射环的使用寿命高。

摘要： 本实用新型公开了一种磁控溅射门防下垂辅助装置，涉及防下垂技术领域，包括连接体、辅助装置。连接体左端具有调整体，连接体右端固定在磁控溅射门上。辅助装置固定在磁控溅射设备上，连接体与辅助装置位于相对方向，调整体位于辅助装置内，辅助装置与调整体具有一定间隙，辅助说装置包括复位件，复位件具有导向面，复位件为刚性材料，复位件位于调整体一侧，复位件为弧形。本实用新型在打开或关闭磁控溅射门过程中，使得调整体刚性接触复位件对磁控溅射门进行复位，达到保证金属腔体的密封性的目的。其中，调整体和复位件接触过程极为短暂，只有在磁控溅射门密封时才进行接触，极大减小了调整体和复位件的摩擦，有利于长时间保证金属腔体密封性。

摘要： 本实用新型公开一种磁控溅射靶材、磁控溅射靶及磁控溅射设备，涉及磁控溅射技术领域，为解决因磁控溅射靶材的各个区域对应的成膜速度不均匀而导致形成在基板上的膜层的厚度不均匀的问题。所述磁控溅射靶材包括溅射面，溅射面为中部区域凹陷的弧面。当将磁控溅射靶材安装在磁控溅射靶上，在基板上形成膜层时，相比于溅射面的中部区域与基板之间的距离，溅射面的边缘区域与基板之间的距离较小，减小因磁场不均匀而导致对应于溅射面的中部区域的成膜速度与对应于溅射面的边缘区域的成膜速度之差，改善磁控溅射靶材的各个区域对应的成膜速度的均匀性，从而改善形成在基板上的膜层的厚度的均匀性。

摘要： 本实用新型公开了一种直流射频磁控溅射镀膜室，包括本体，本体顶部设有若干溅射靶，本体内自上往下依次设有挡板、基片架和加热器，挡板和基片架由电机驱动旋转，挡板为遮蔽基片架的圆形薄板，设有若干镀膜孔，加热器固定设置于基片架下方用于辐射加热基片架。还公开了一种直流射频磁控溅射镀膜系统，连接的抽气系统包括串联连接的主抽系统和预抽泵，主抽系统包括并联连接的第一主抽管路和预抽阀，第一主抽管路包括一次串联连接的主抽阀、分子泵和前级阀。该直流射频磁控溅射镀膜系统抽真空效率高，可灵活实现单基片镀多种靶材形成复合膜或者多基片同时镀单一靶材。