反应溅射

摘要： 分别采用射频溅射和射频反应溅射方式在AZ31镁合金表面制备了氧化铌涂层,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、多功能材料表面性能试验仪和电化学工作站对比研究了两种涂层的微观形貌、物相组成、附着力和耐腐蚀性能。研究结果表明,两种涂层都呈非晶柱状结构,铌的价态为Nb^(5+),对AZ31镁合金的腐蚀保护率达93%以上;与射频溅射沉积的氧化铌涂层相比,射频反应溅射沉积的氧化铌涂层的表面致密性和耐蚀性能更强,附着力提高约7.4倍。

摘要： 为了提高镍基高温合金基底的高温电绝缘性能,改善航空发动机工作过程中温度传感器的可靠性问题,采用直流反应溅射的方法溅射非晶AlON薄膜,将电子束蒸发沉积的Al2O3薄膜作为保护层,制备了AlON/Al2O3复合绝缘层.通过XRD、SEM表征对制备的非晶AlON薄膜进行微结构分析,并对AlON/Al2O3复合绝缘层进行高温绝缘性能测试.结果显示,制备的复合绝缘层具有良好的高温绝缘性,800°C时绝缘电阻达到5.6 MΩ,1000°C达到140 kΩ,相对于单一Al2O3绝缘层的绝缘电阻提升了三个数量级.复合绝缘层制备在溅射过程中一次性完成,显著提升了绝缘层的质量和制备效率,为与高温合金衬底一体化集成的薄膜热电偶可靠工作奠定了基础.

摘要： 以Zn/ZnO/ZnF2混合物为靶材,在衬底温度(Ts)为150°C和300°C、溅射气氛为Ar+O2和Ar+H2下反应溅射制备F掺杂ZnO(FZO)薄膜,研究气体流量、Ts以及溅射气氛对薄膜结构及透明导电性能的影响.结果表明:对于Ar+O2下制备的FZO薄膜,Ts=300°C时有利于制备出具有(002)择优取向、结晶度高、压应力低且透明导电性能较好的薄膜.对于Ar+H2下制备的薄膜,Ts增大到300°C虽然提高了薄膜结晶度和透光性,降低了压应力,但薄膜厚度明显降低,薄膜导电性能变差.比较两种气氛下制备的FZO薄膜,发现Ar+H2下制备的薄膜可在150°C和0.8～3.2 mL·min-1的H2流量范围内得到更好的透明导电性能(电阻率为3.5×10-3Ω·cm,可见光平均透光率为87％).讨论Ar+H2气氛时H等离子的刻蚀作用与H掺杂、A r+O 2气氛时O离子的轰击作用与薄膜氧缺陷的变化、Ts升高时沉积原子反应活性与迁移能力增强以及Eg与载流子浓度的关系.

摘要： 通常计算认为C 3N 4可能具有5种结构,即α相,β相,立方相、准立方相以及类石墨相。除了类石墨相外,其他4种结构物质的硬度都可以与金刚石相比拟。在理论的预言下,人们采用各种手段试图在实验室合成出这种新的低密度高硬度的非极性共价键化合物,常用的制备方法有震荡波压缩、高压热解、离子注入、反应溅射、等离子体化学气相沉积、电化学沉积、离子束沉积、低能离子辐射、脉冲电弧放电和脉冲激光诱导等,但这种超硬材料的合成结果并不理想,主要表现在沉积物多为非晶CN薄膜,少数实验得到纳米级尺寸的C 3N 4晶粒镶嵌于非晶薄膜中,很少得到大颗粒的晶体。

摘要： 本文介绍了磁控溅射镀膜工艺、磁控溅射设备、非反应溅射与反应溅射:反应溅射是一个非常复杂的过程。重点对反应溅射中的“直流氧化溅射”、“阳极消失效应”、“靶材中毒现象”、“磁滞效应现象”、“金属模式”、“过渡模式”、“反应模式”、“反应溅射磁滞效应特征曲线”进行分析。在生产过程中,掌握反应溅射工艺的特点,合理控制溅射过程中的工艺参数,准确判断溅射工艺中的异常现象,利用有效的手段进行调整,才能达到高效的溅射速率以及高质量的膜层性能,防止不良溅射现象的出现。

摘要： 不同于常用的金属或氧化物靶材,本研究以表面粘贴Al片的Zn/Zn O混合物(Al@Zn/Zn O)为靶材,在衬底温度(Ts)为150°C和300°C,溅射气氛为Ar+O2和Ar+H2下反应溅射制备Al掺杂Zn O(AZO)薄膜。通过干涉显微镜、XRD、Hall效应测试仪、紫外-可见分光光度计研究了Ts以及O2和H2流量对薄膜结构及透明导电性能的影响。结果发现,随O2流量增加,两种Ts下制备的AZO薄膜保持(002)择优取向,薄膜中压应力呈下降的趋势,而薄膜结晶度趋向于先增加后略有下降。薄膜的导电性能随O2流量增加呈逐渐增强的趋势。当O2流量高于一定值时,薄膜可以获得较高的可见光透过率,因此达到较高的品质因子。当Ts从150°C增加到300°C,薄膜的压应力降低,结晶度提高,但导电性未见明显提高。另外,薄膜禁带宽度主要由薄膜中压应力决定。与Ar+O2下制备的AZO薄膜相比,Ar+H2气氛下制备的薄膜基本上为非晶态,其导电性能差,而可见光透过率较高、禁带宽度较大。

摘要： ZnO is widely applied in film bulk acoustic resonator due to its low preparation cost and excellent piezoelectric prop-erties. Zinc oxide ( ZnO) films were deposited on silicon ( 100 ) substrates with Au bottom electrode by RF magnetron sputtering. The crystal structure, surface morphology and thickness of deposited films were investigated by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy ( AFM) and stylus profiler, respectively. The influence of sputtering power, pressure and atmosphere on film structure was systematically studied, and the relationship between sputtering power and film thickness and surface morphology was dis-cussed as well. The results show that the films prepared at 200 W, 0. 8 Pa and 0. 4 volume flow ratio of oxygen to argon gas achieve the highest c-axis orientation and the lowest surface roughness. The deposited ZnO films can be used in piezoelectric devices.%ZnO因其制备成本低和优异的压电性能在薄膜体声波器件中得到广泛应用.本文采用射频反应磁控溅射法,以Au为底电极,在硅(100)衬底上沉积了氧化锌(ZnO)薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、 原子力显微镜(AFM)、 台阶仪对不同工艺参数下制得薄膜的晶体结构、 表面形貌和厚度进行了表征.研究了溅射功率、 溅射气压和溅射气氛对ZnO薄膜结构影响,讨论了溅射功率和薄膜形貌及厚度的关系.结果显示在溅射功率为200 W、 溅射气压0.8 Pa、 氧氩体积流量比为0.4时,ZnO薄膜的c轴取向性最高,表面粗糙度最低,可用于压电器件.

摘要： 为了研制应用于超高温薄膜传感器的敏感层,采用直流磁控反应溅射,在硅基底上制备了氮化钽薄膜.研究了氮分压对薄膜微观结构和电阻率的影响.采用X射线衍射仪测试了氮化钽薄膜的物相结构,采用场发射扫描电子显微镜(SEM)观察了薄膜的表面形貌和断面形貌.利用半导体参数测试系统和三维手动探针台测量了氮化钽薄膜的电阻率.结果表明:在2％氮分压下,薄膜的物相结构为TaN0.1,在3％氮分压下,薄膜的物相结构为Ta2 N,而当氮分压在4％～6％的情况下,薄膜的物相结构为TaN.采用真空烘箱对氮化钽薄膜进行高温热处理.结果表明,薄膜电阻率从(80～433)×10-6Ω·cm提升到了(120～647)×10-6Ω·cm.

摘要： 本文用带有反应溅射装置的走带系统在立方织构的Ni-5%w衬底上连续制备了长10cm的Ce02隔离层，为避免金属衬底氧化,以H2O作为反应气体。研究了衬底温度、走带速率对CeO2隔离层外延生长的影响，用x射线θ～2θ扫描,Φ扫描对薄膜的取向和织构进行表征。结果显示在温度650°C,走带速度2.5mm/s的条件下,连续制备的CeO2隔离层有效地继承并改善了基底的织构,平均平面内Φ扫描半高宽为6.18°,扫描电镜(SEM)观察表明薄膜表面致密,且无裂纹生成。

摘要： 本文介绍了混合集成电路中反应溅射制作薄膜电阻的工艺技术,通过工艺数据表和曲线图分析了反应气体N2和O2与薄膜电阻特性的关系、薄膜电阻阻值变化率△R (%)与热处理的关系、电阻TCR与热处理的关系等。

摘要： 采用Al-Ti镶嵌复合靶在Ar、N2和O2混合气体中反应溅射制备了一系列(Al,Ti)(O,N)涂层.并采用EDS、XRD、AFM、TEM和微力学探针研究了薄膜的化学成分、微结构和力学性能.结果表明,随氧分压的提高,涂层中氧含量逐步增加,氮含量相应减少,(Al+Ti):(O+N)的化学计量比仍约为1∶1,涂层保持与(Al,Ti)N涂层相同的NaCl结构.随着氧含量的提高,涂层生长的择优取向发生改变,高氧含量薄膜样品呈现强烈(200)织构的柱状晶.与此同时,(Al,Ti)(O,N)涂层的硬度也仍保持在与(Al,Ti)N涂层相当的35GPa的高值.由于涂层中形成了相当含量的氧化物,这类涂层的抗氧化能力有望得到提高。

摘要： 随着高速、干式切削技术的发展,要求刀具涂层在具备高硬度的同时还应具有优良的高温抗氧化性.1987年发现两种氮化物以纳米量级交替沉积形成多层结构时常伴有硬度异常升高的超硬效应,据此,Sproul于1996年提出了采用两种氧化物制备纳米多层膜的技术路线,以期获得同时具有高硬度和优良抗氧化性能的纳米多层膜.但按此技术路线制备的Al2O3/ZrO2和Y2O3/ZrO2纳米多层膜并未获得预期效果.最近,我们采用氮化物晶体层的模板作用强制氧化物层晶化的技术路线,已成功制备了具有超硬效应的TiN/SiO2和TiN/Al2O3纳米多层膜.然而,在这些多层膜中TiN、SiO2和Al2O3均是采用化合物靶在Ar气氛中通过射频溅射获得的.由于陶瓷靶溅射速率低,这种制备纳米多层膜的方法难以在工业生产中推广应用.为了获得高沉积速率的氮化物/氧化物纳米多层膜,本文研究了在Ar、N2混合气氛中采用反应溅射方法制备ZrN/AlON纳米多层膜并研究了其生长结构。

摘要： 采用Ar+离子束对U薄膜表面进行反应溅射，通过白光干涉仪和台阶仪的测量与分析,着重研究Ar+离子束溅射能量、入射角度对其表面粗糙度Ra的影响，并与Ar+离子束刻蚀实验的比对：结果表明，以30°角入射，随溅射时间的增加,能量为0.5kev的Ar+离子束较1．0keV．U薄膜表面租糙度趋于减小，表面愈光滑，溅射深度仅限于纳米级,而对金属Mo的刻蚀效果相比与之相反．Ar+离子束溅射对材料表面具有纳米级超精细抛光的效果。辅之于离子束微米级刻蚀减薄，将有助于U薄膜表面精细加工．

摘要： 实验用金属铈做为靶材,采用射频反应磁控溅射法在(1102)蓝宝石基片上制备C轴取向CeO2外延薄膜.实验结果表明在低温、低溅射功率条件下CeO2薄膜呈(111)取向生长;当升高温度和功率CeO2薄膜的(111)取向减弱(002)取向增强;在过高温和过高溅射功率条件下CeO2薄膜呈(111)取向和(002)取向混合生长.其中基片温度在680°C左右,溅射功率在80W左右,溅射气压在25Pa,氩氧比在30/2条件下能够制备得到高质量(002)取向CeO2缓冲层.所制备的CeO2薄膜具有优良的取向和平整的表面.

摘要： 大量研究表明,在TiN或其他过渡金属化合物中加入Si,形成以SiN界面相分隔并包裹氮化物纳米晶的微结构的确是一条通过微结构设计获得高硬度薄膜的有效途径.

摘要： 本文用反应溅射法制备了VOx薄膜.利用XPS分析技术,研究了薄膜组分与氧分压、基片材料、沉积厚度等工艺条件的关系.结果表明本工艺得到V2O5、VO2、V2O3复相膜,氧气流量大和较厚薄膜容易获得高价态V,衬底表面吸附氧会改变薄膜组分,V2O5、VO2含量高的薄膜电阻温度系数相对较高,V2O3不利于红外探测.

摘要： 为了满足微波器件对材料的真空性能越来越高的要求，本文对材料的出气原因、过程以及不同气体在材料内的扩散特点等进行了初步的分析探索，指出材料在保持原有物化特性的基础上，通过表面改性，可以提高其真空品质。最后本文利用经过表面镀TiN膜的不锈钢材料与无镀膜的相同材料，在高温烘排后放出的气体量进行对比试验，结果表明通过TiN覆膜这种表面改性工艺可以提高微波器件材料的真空性能。

摘要： 为了满足微波器件对材料的真空性能越来越高的要求，本文对材料的出气原因、过程以及不同气体在材料内的扩散特点等进行了初步的分析探索，指出材料在保持原有物化特性的基础上，通过表面改性，可以提高其真空品质。最后本文利用经过表面镀TiN膜的不锈钢材料与无镀膜的相同材料，在高温烘排后放出的气体量进行对比试验，结果表明通过TiN覆膜这种表面改性工艺可以提高微波器件材料的真空性能。

摘要： 本发明涉及一种基于震荡式反应气体控制的反应溅射系统，包括真空腔室及反应气体管路与载气管路，所述真空腔室内设置有相对的阳极晶圆载台与阴极靶材；所述反应溅射系统还包括气体流量控制系统，所述气体流量控制系统包括计算机、流量控制器、反应气体质量流量计及载气质量流量计，所述反应气体质量流量计与所述载气质量流量计分别设置在所述反应气体管路与所述载气管路中；所述计算机通过所述流量控制器控制所述反应气体质量流量计，使进入所述真空腔室的反应气体流量为周期性震荡流量。本发明通过周期性震荡的反应气体流量，使得整个溅射过程实现了动态的稳定，并进而稳定获得所需要的金属化合物成分。

摘要： 本申请公开了一种包括控制系统的反应溅射设备及反应溅射方法，通过采集溅射电压或功率的方式来建立闭环控制反馈机制，通过控制器改变溅射功率来准确地来调控反应氧化的阶段及靶材的氧化程度，使氧化钒的反应稳定地处于过渡模式。本申请采用调整功率控制电流稳定的方案，成膜的均匀性好，有助于规模化生产，反应对调控功率的响应速度快，无调控反应气流技术方案中滞后效应。

摘要： 本发明公开了一种离子辅助、倾斜溅射、反应溅射沉积薄膜的方法，包括如下步骤，运行参数的调试，编制迟滞回线菜单，首先确定基础参数，基础参数包括离子源电源功率和连接靶材的射频电源功率、脉冲电源功率、基片台倾斜角度、工艺气体压力、工艺气体流量变化和工艺时间，然后参数的设置，按照设置的参数运行，完成指定工艺时间，下载基片，本发明采用离子辅助、倾斜溅射、混频电源、基片冷却的反应溅射的方法及设备，克服现有氧化铝薄膜沉积速率低，对基片上3D结构的裹覆率不高、基片温度较高的缺点。

摘要： 本申请涉及具有多个溅射源的反应溅射。用于通过反应溅射来涂覆衬底(14)的设备(1)包括轴(8)；关于所述轴(8)成对称布置的至少两个目标(11,12)，以及连接到目标(11,12)的电源，其中目标能交替地作为阴极和阳极工作。该方法为制造涂覆的衬底(14)的方法，其通过在包括轴(8)的设备(1)中进行反应溅射来涂覆衬底(14)。该方法包括：a)提供待涂覆的衬底(14)；b)提供关于所述轴(8)成对称布置的至少两个目标(11,12)；c)在涂覆期间交替地操作所述目标(11,12)作为阴极和阳极。优选地，在溅射期间旋转目标(11,12)和/或目标被同心地布置，且最内部的圆形目标被至少一个环形外部目标包围。

摘要： 用于通过反应溅射来涂覆衬底(14)的设备(1)包括轴(8)；关于所述轴(8)成对称布置的至少两个目标(11，12)，以及连接到目标(11，12)的电源，其中目标能交替地作为阴极和阳极工作。该方法为制造涂覆的衬底(14)的方法，其通过在包括轴(8)的设备(1)中进行反应溅射来涂覆衬底(14)。该方法包括：a)提供待涂覆的衬底(14)；b)提供关于所述轴(8)成对称布置的至少两个目标(11，12)；c)在涂覆期间交替地操作所述目标(11，12)作为阴极和阳极。优选地，在溅射期间旋转目标(11，12)和/或目标被同心地布置，且最内部的圆形目标被至少一个环形外部目标包围。

摘要： 本发明涉及一种基于震荡式反应气体控制的反应溅射系统，包括真空腔室及反应气体管路与载气管路，所述真空腔室内设置有相对的阳极晶圆载台与阴极靶材；所述反应溅射系统还包括气体流量控制系统，所述气体流量控制系统包括计算机、流量控制器、反应气体质量流量计及载气质量流量计，所述反应气体质量流量计与所述载气质量流量计分别设置在所述反应气体管路与所述载气管路中；所述计算机通过所述流量控制器控制所述反应气体质量流量计，使进入所述真空腔室的反应气体流量为周期性震荡流量。本发明通过周期性震荡的反应气体流量，使得整个溅射过程实现了动态的稳定，并进而稳定获得所需要的金属化合物成分。

摘要： 本发明提出一种双气氛自适应反应溅射制备成分渐变复合涂层的方法，在与目标靶材端部相邻的溅射室腔体部位设置有与单色仪相连的光导管；所述单色仪经光导管导入靶面等离子体区发射光谱，并在分辨其强度后把光谱强度信号发送至反应气氛控制器，所述反应气氛控制器根据靶面等离子体区光谱强度控制自适应反应的N2供给量；所述溅射室还与由质量流量计控制的O2气路相连；所述质量流量计通过控制O2气体输入量来干扰目标靶材处的靶面等离子体区发射光谱强度，使反应气氛控制器按相同特征光谱谱线强度的标准对自适应反应的N2供给量进行调整，从而自适应地匹配靶面等离子体区N2与O2的比例；本发明使反应气体可按既定的反应程度连续自适应匹配气体比例。

摘要： 本发明公开了一种磁控反应溅射工艺气体布气装置及布气方法，其包括有腔室，待溅射的基板位于腔室的顶部开口处，腔室内气体导流罩，气体导流罩内设有阴极靶，气体导流罩的上方开口处设有上布气管和下布气管，上布气管和下布气管分别用于向腔室内注入反应气体和溅射离子气体。本发明将反应气体和溅射离子气体由不同布气管进行输送和分布，同时在镀膜腔室内安装有特别设计的气体导流罩，用于改变反应气体在溅射区的分布，使反应气体在靶表面区域分布密度接近于零，同时最大分布密度在靠近镀膜基表面区域A。相比现有技术而言，本发明能改变反应气体在溅射区的分布，从而减低反应气体在靶表面区域分布密度，较好地满足了应用需求。

摘要： 一种中频反应溅射镀膜设备中反应气体的供气装置,在真空室内两靶的对称轴线上置有管道两边呈对称开有若干通气出孔的反应气体布气管,反应气体布气管置于具折角的挡板折角内,接有压电阀的进气管与反应气体布气管在两只靶的几何对称中心相通,两根工作气体布气管置于两靶的外侧轴线上,工作气体布气管上均匀开有布气孔。本实用新型布气均匀,能有效抑制靶的中毒现象,能满足镀制SiO

摘要： 本申请公开了一种包括控制系统的反应溅射设备，设备被配置为通过采集溅射电压或功率的方式来建立闭环控制反馈机制，通过控制器改变溅射功率来准确地来调控反应氧化的阶段及靶材的氧化程度，使氧化钒的反应稳定地处于过渡模式。本申请采用调整功率控制电流稳定的方案，成膜的均匀性好，有助于规模化生产，反应对调控功率的响应速度快，无调控反应气流技术方案中滞后效应。