反应磁控溅射

摘要： 微电子器件的迅速发展对TiN电极薄膜电阻率、表面粗糙度以及厚度均匀性均提出了更高的要求。本文采用半导体工艺兼容的反应磁控溅射技术在单晶硅上制备TiN薄膜。通过XRR、GIXRD、四探针测试仪和AFM等表征手段系统研究了衬底偏压、工作气压和溅射电源对薄膜晶体结构和电阻率的影响规律。结果表明,当采用直流电源进行溅射镀膜时,在-200 V的衬底偏压和0.3 Pa的工作气压下,得到了沿(200)晶面择优生长、表面粗糙度为0.7 nm、电阻率为38.7μΩ·cm的TiN薄膜。在该工艺条件下,分别采用直流和射频电源在4英寸单晶硅衬底上制备TiN薄膜。最终采用射频电源可获得高导电性、原子级平滑且厚度均匀分布的薄膜。分析发现:在使用射频电源的放电溅射过程中,高频交变电场使放电空间的电子在电极之间震荡,产生比直流放电更有效的碰撞电离,因此射频磁控溅射比直流磁控溅射沉积的薄膜更致密。

摘要： 高熵合金碳化物(HEAC)薄膜具有高硬度、耐磨性和耐腐蚀性良好等特性,在摩擦腐蚀环境下的材料防护领域具有广阔的应用前景,但关于HEAC薄膜的摩擦腐蚀行为以及腐蚀磨损之间交互作用的研究较少。为促进HEAC薄膜在海水环境下的应用,利用反应直流磁控溅射技术制备(CrNbTiMoZr)C薄膜,并对其微观结构和力学性能进行表征,对薄膜在人工海水环境中不同载荷(1N、2N、4N)条件下的摩擦腐蚀行为进行研究。研究结果表明,(CrNbTiMoZr)C薄膜在人工海水中表现出良好的耐腐蚀和耐磨损性能,即使在较高载荷(4 N)条件下,薄膜总腐蚀磨损率(T=0.158 7 mm^(3)·d^(-1))也仅为相同测试条件下304L SS的1/3。交互作用分析表明,薄膜的腐蚀加速磨损速率所占总腐蚀磨损率(T)的比值最大(约80%),腐蚀磨损过程中腐蚀对于磨损的促进作用更为明显。为促进(CrNbTiMoZr)C薄膜在海水环境下材料防护领域中的应用及摩擦腐蚀交互作用分析提供了理论与数据支持。

摘要： 光热转换薄膜在航空、航天和太阳能可再生能源应用等领域具有广阔的应用前景。为了获得具有高效吸热以及低发射率特点的新型光热薄膜材料,利用中频反应磁控溅射方法,在制备W/W-W_(x)N(H)/W-W_(x)N(L)/W_(x)N光热转换薄膜的基础上,引入WO_(x)作为新型光热转换薄膜的减反射层,以期改善光热转换薄膜的吸收性能。讨论和比较了不同样品的光学性能、表面形态、结构信息以及化学成分。结果表明:WO_(x)减反射层包含多种钨的氧化物,呈现非晶态致密结构;新型光热转换薄膜吸收发射比为0.90/0.089,具有高效的光热性能。

摘要： 目的提高(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜的硬度与弹性模量、膜基结合力、摩擦磨损及抗烧蚀性能。方法采用反应磁控溅射技术,通过对Zr靶功率的调控,在单晶Si和M2高速钢基体上制备不同Zr含量的(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜。采用FESEM对薄膜的表面及截面形貌进行观察,利用XRD对薄膜的物相组成进行分析,采用纳米压痕仪、划痕仪和摩擦磨损试验机分别对薄膜的硬度、膜基结合力及摩擦磨损性能进行表征,通过氧–乙炔烧蚀试验对薄膜的抗烧蚀性能进行测定。结果(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜主要由FCC和BCC固溶体结构组成,Zr元素引入后,薄膜FCC(200)晶面衍射峰消失,FCC(111)与(311)晶面衍射峰强度增强。随着Zr靶功率的增加,薄膜中Zr元素含量逐渐增加,薄膜的硬度与弹性模量先增大、后减小,膜基结合力呈现不规律变化,薄膜的抗烧蚀性能逐渐提升。薄膜的摩擦系数随着Zr靶功率的增加而增大,但维持在0.65~0.95。当Zr靶功率为40 W时,制备的薄膜硬度、弹性模量及膜基结合力均达到最大,分别为27.9 GPa、291.3 GPa、84 N,此时薄膜的磨痕深度最小为227 nm。结论Zr靶功率为40 W时制备的薄膜硬度、弹性模量、膜基结合力、摩擦磨损与抗烧蚀性能最佳。

摘要： 采用Ti靶和ZrO2靶在Ar、N2混合气氛中进行反应磁控溅射的方法,在不同预处理的基底上沉积制备了一系列的TiN/ZrON周期结构多层膜.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和纳米力学综合测试系统对薄膜的微结构、表面粗糙度和膜基结合力进行研究.结果表明,多层膜的结晶性整体较差,室温下沉积的薄膜多以非晶态形式存在.200°C生长温度下,结晶性略有提高.制备的多层膜均生长致密,颗粒分布较为均匀.在经过腐蚀处理和预镀一定厚度金属Ti层的不锈钢基底上生长的薄膜进行结合力测试.结果表明,增加预镀金属层的厚度和腐蚀处理方法可以提高薄膜的结合力.

摘要： 反应磁控溅射CrCu靶制备导电耐蚀双纳米结构碳薄膜贾倩1,2,张斌1,2,张俊彦1,2(1.中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,兰州730000;2.中国科学院大学材料与光电研究中心,北京100049)[摘要]双极板,作为最具有潜力的清洁高效新型能量转换装置质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部件之一,要求具备优异的导电性、耐蚀性以及力学性能。目前相关研究主要集中在石墨、金属和聚合物复合材料.

摘要： 采用直流反应磁控溅射法在Si(111)衬底上制备了ZrN薄膜,通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜以及霍尔测量等测试分析手段表征了薄膜的微观结构、表面形貌及电学性能.结果表明,制备的ZrN薄膜为立方相NaCl结构,具有(111)面择优取向.在Ts=550～650°C时,薄膜的结晶性最佳.薄膜呈柱状生长,晶粒尺寸会随着衬底温度的升高先增大后减小,当Ts=550～750°C时,表面出现三角锥状晶粒.制备的ZrN薄膜表面较为平整,表面粗糙度在3.9～6.67 nm之间.测得薄膜的电阻率大小在1.43～24.5×10-3Ω·cm之间,且电阻率与薄膜的结晶性以及晶粒尺寸相关;薄膜的载流子浓度在0.869～4.38×1020 cm-3之间,Ts=550～650°C的薄膜电学性能较好.

摘要： 采用反应磁控溅射工艺在S950首饰基材表面沉积防指纹用的SiO2薄膜,研究了氧气流量、氧气体积分数、溅射电流和沉积时间对沉积速率和薄膜化学组成的影响.结果表明,膜层沉积速率随着溅射电流增大而快速增加,随着氧气流量增加而先升后降,随着氧气体积占比增加而先略升后稳定,随着镀膜时间的延长而略降.膜层的氧硅原子比随着氧气流量增加而快速增加,随着氧气体积分数增加而略有增加,随着溅射电流以及沉积时间的增加而降低.

摘要： 利用直流反应磁控溅射法在Si衬底上沉积了高结晶质量的氮化锆(ZrN)薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)和光谱椭偏仪(SE)研究了沉积时间对ZrN薄膜结构、表面形貌和光学性能的影响。结果表明:所沉积薄膜均为NaCl结构的立方相ZrN,具有(111)面单一取向;沉积时间的增加提高了薄膜的结晶质量;ZrN薄膜的表面形貌、晶粒尺寸以及表面粗糙度随沉积时间发生变化,沉积45 min的薄膜表面出现致密的三角锥晶粒,且表面粗糙度最大,薄膜呈柱状生长。随后利用Extend Structure Zone Model解释了ZrN薄膜的生长机制,最后研究了ZrN薄膜的光反射特性,发现反射光谱与晶粒形状和表面粗糙度密切相关,表面具有三角锥状晶粒的薄膜,其反射谱在300~800 nm波长范围内存在振荡现象,相比于具有不规则晶粒形貌的薄膜其反射率明显下降。本文中研究的生长条件与晶体结构、微观形貌和光学性能之间的关系,可为器件中应用的ZrN薄膜最佳制备条件的优化提供重要的参考价值。

摘要： 自旋塞贝克效应是由(亚)铁磁体中的温度梯度引起自旋塞贝克电压信号的现象,目前已成为热自旋电子学研究的热点领域之一。本文采用反应磁控溅射工艺在Si衬底上沉积NiO薄膜,分别研究了溅射功率、氧氩比例、溅射气压、衬底温度对NiO薄膜微观结构和表面形貌的影响,实验中反应磁控溅射最适工艺条件为溅射功率110 W、氧氩比例0.15(O_(2)15 mL/min;Ar 100 mL/min)、溅射气压0.3 Pa、衬底温度400°C。研究了Si/NiO/Pt结构中温度梯度(温差)、磁场角度、NiO厚度变化和Pt厚度变化对自旋塞贝克电压的影响。结果表明,自旋塞贝克电压与温差呈简单的线性关系,温差越大测得的自旋塞贝克电压越高;磁场角度与自旋塞贝克电压之间满足余弦函数关系式,即在0°和180°时所得自旋塞贝克电压最大,90°和270°时为零;反铁磁性绝缘层NiO的厚度越大,所测得的自旋塞贝克电压信号越强;顺磁金属层Pt的厚度越大,自旋塞贝克电压信号越弱。

摘要： 采用直流脉冲反应磁控溅射方法生长W掺杂ZnO (ZnO:W,即WZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜并研究了氧气流量对薄膜微观结构、组分、表面形貌以及光电性能的影响.实验结果表明,WZO 薄膜具有良好的(002)晶面择优取向生长,且适当的氧气流量是制备优质WZO 薄膜的关键因素.WZO 薄膜表面形貌受薄膜结晶质量的影响.当氧气流量为11.5sccm时,WZO 薄膜在400-1500nm 透过率达到~87.3%,方块电阻~43.89Ω,电阻率~5.12×10-3Ωcm,迁移率为21.3cm2v-1s-1.

摘要： 采用反应磁控溅射在硅衬底上制备了TaN薄膜，研究了氮分压、溅射功率及衬底温度对薄膜晶体结构、表面形貌和电学性能的影响。结果表明，晶体结构随工艺参数的改变发生变化，GIXRD图谱衍射峰强度随溅射功率和衬底温度的增加而增强，氮气分压的增加使择优取向向(111)晶面偏移;TaN薄膜的表面形貌与溅射功率和氮气分压密切相关，与衬底温度的关系不大，其粗糙度随溅射功率的增加而增大，随氮气分压的增加而减小;TaN薄膜的方块电阻随溅射功率的增加逐渐减小，随氮气分压的增加逐渐增大，温度对方块电阻的影响不大;对Cu／TaN／Si互联体系热处理后发现TaN薄膜具有优异的阻挡性能，在600°C时依然可有效阻止Cu向Si的扩散。

摘要： 本文采用直流反应磁控溅射技术，以Ar气和N2为反应前驱气体制备了TiN功能装饰薄膜。重点研究了衬底负偏压对沉积TiN薄膜的色泽、性能及微结构的影响。采用台阶轮廓仪、X射线衍射仪、EDS能谱仪、纳米压痕仪等分析了薄膜的粗糙度、晶相、组分、纳米硬度以及弹性模量。结果表明，采用适宜的衬底负偏压调控轰击离子能量，能够有效阻止薄膜结构中空位以及缺陷的产生，从而有效避免薄膜表面的紫黑色氧化钛的生成，有利于表面光滑的金黄色TiN薄膜制备，同时使薄膜具备更优异的力学性能。实验结果还表明基体偏压可显著影响TiN薄膜的择优生长取向：随偏压增加，薄膜由（111）晶相择优生长转变为（200）晶相的择优生长，（200）晶相的薄膜比（111）晶相薄膜具有更佳的力学性能。

摘要： 本文采用反应磁控溅射的方法,以Si(111)为基底,在不同的氩氮流量比(即不同氮分压)的条件下,制备了一系列的TiN薄膜.用XRD和SEM表征了薄膜的结构和形貌.研究了不同氮分压对薄膜结构和形貌的影响.结果表明:高氮分压条件下制备的TiN薄膜具有{100}择优取向;较低氮分压条件下制备的TiN薄膜呈{111}择优取向;在更低或中间数值的氮分压条件下,TiN薄膜表现出任意取向;薄膜的沉积速率随着氮分压的增大而减小。

摘要： 本文结合五金钟表和个人电子用品行业的市场要求,对反应磁控溅射离子镀膜设备中的磁控溅射靶、磁控溅射电源、脉冲偏压电源、离子源及测控装置等关键组件的参数和特性进行详细介绍,对镀膜设备整体设计进行分析,并就其在五金(含塑胶)、手表眼镜等行业的应用效果进行逐项说明.对真空镀膜行业的设备选型和工艺开发提供一定参考.

摘要： 采用反应磁控溅射和电子柬蒸发的方法在复合衬底Al2O3/AlN上生长ZnO薄膜，通过X-ray衍射(XRD)及透射光谱分析薄膜的成膜情况及在可见光范围内的透光性，通过其半高全宽计算出ZnO晶粒的大小，并得出采用磁控溅射方法沉积制备的ZnO薄膜，在薄膜的结晶化、表面形貌、薄膜的致密程度以及薄膜透过率等方面均比采用电子束蒸发的方法制备薄膜优异。通过不同的快速热退火温度验证退火对薄膜影响，发现在400°C时，溅射制备得的ZnO薄膜的结晶化及在(002)方向上的择优取向达到最好，并在可见光范围内的平均透过率达到88％以上，而采用电子束蒸发制得ZnO薄膜成膜性较差，其在可见光范围内最大透过率仅在72％。

摘要： 金属粒子镶嵌陶瓷介质复合薄膜具有独特的光学、电学以及太阳能采集与转换等功能特性.本文选用高纯金属Nb靶,以Ar为溅射气体,N2为反应气体,利用直流反应磁控溅射技术,通过控制反应气体的流量,同时实现金属和陶瓷成分的共沉积,制备了不同金属填充因子的Nb-NbN金属陶瓷复合膜.利用XRD和EDX对不同N2分压下薄膜的成分与相结构进行了分析,随着N2分压提高,N:Nb原子比增大,当Ar与N2流量比在150:2到150:5之间时,可以获得Nb-NbN混合相.利用SEM对薄膜表面形貌进行了观测;采用椭圆偏振仪和分光光度计对不同成分、不同厚度金属陶瓷薄膜的紫外-可见光谱折射率、消光系数和紫外-可见光谱透射率等进行了测量和表征,为Nb-NbN金属陶瓷薄膜的应用研究奠定了实验基础.

摘要： 用直流反应磁控溅射设备,在不同O/N比率条件下,在铜片和载玻片上制备了TiNxOy薄膜.用分光光度计、n&k薄膜光学分析仪和台阶仪测试了样品的反射率、光学常数(n&k)及膜厚.结果发现随O/N比率提高,薄膜的吸收率、190～900nm范围内的平均折射率、500nm附近的折射率和450nm处的消光系数有了明显提高;但O/N比率过高时,薄膜热发射率增加,700nm处的k值和沉积速率急剧减小。

摘要： 本文回顾了三极反应磁控偏压溅射设备的初始结构及枪黑色膜层工艺的由来，并究其实质---为什么黑的本质做了初步探讨，认为这是一个很值得研究的课题。

摘要： 本文回顾了三极反应磁控偏压溅射设备的初始结构及枪黑色膜层工艺的由来，并究其实质---为什么黑的本质做了初步探讨，认为这是一个很值得研究的课题。

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： 本发明实施例公开了一种磁控溅射反应腔室的冷却组件及其磁控溅射设备，其中的组件包括：适配器；适配器被设置为遮蔽内衬的底部和侧壁，用于将内衬固定在反应腔室内；适配器的侧壁与内衬的侧壁之间具有预设的间隙，适配器的底部与内衬的底部相接触，适配器设置有冷却水道，用以对内衬的侧壁、底部进行降温。本发明的冷却组件及其磁控溅射设备，能够增加热接触面积，增加适配器与内衬侧壁的传热效率；通过对内衬侧壁和底面的降温，稳定工艺反应区域温度，避免反应区域温度升高对衬底和薄膜的影响；减少水道加工步骤和难度，减少清洗难度；无需密封圈对水路的密封，能够减少漏水的风险。

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： 本实用新型涉及机械技术领域，且公开了磁控溅射环装置及磁控溅射反应器，包括支撑板，所述支撑板的下端固定连接有第一连接环，所述第一连接环的外侧通过轴承套接有传动环管，所述传动环管的下端固定连接有螺纹环，所述螺纹环的内侧通过螺纹插接有螺纹杆，所述螺纹杆的内侧开有矩形腔，所述矩形腔的内部活动插接有矩形块，所述矩形块的上端固定连接有连接杆，所述连接杆的上端固定连接在支撑板的下端，所述螺纹杆的下端左右两侧固定连接有连接架，所述连接架的外侧下部通过螺纹套接有第二连接环，该磁控溅射环装置及磁控溅射反应器，通过设备的整体结构，能够带动连接架和磁控溅射环上下运动，从而能够均匀的喷射在工件的外侧。

摘要： 本实用新型实施例公开了一种磁控溅射反应腔室的冷却组件及其磁控溅射设备，其中的组件包括：适配器；适配器被设置为遮蔽内衬的底部和侧壁，用于将内衬固定在反应腔室内；适配器的侧壁与内衬的侧壁之间具有预设的间隙，适配器的底部与内衬的底部相接触，适配器设置有冷却水道，用以对内衬的侧壁、底部进行降温。本实用新型的冷却组件及其磁控溅射设备，能够增加热接触面积，增加适配器与内衬侧壁的传热效率；通过对内衬侧壁和底面的降温，稳定工艺反应区域温度，避免反应区域温度升高对衬底和薄膜的影响；减少水道加工步骤和难度，减少清洗难度；无需密封圈对水路的密封，能够减少漏水的风险。

摘要： 一种磁控溅射环装置和磁控溅射反应器，其中，磁控溅射环装置包括：安装于磁控溅射腔室侧壁上，所述磁控溅射腔室侧壁具有定位销套，所述磁控溅射环装置包括：磁控溅射环，所述磁控溅射环包括内环侧壁和与所述内环侧壁相对的外环侧壁，所述外环侧壁具有凹槽；定位销，一端与凹槽底部连接，另一端套设在定位销套中，其特征在于，所述内环侧壁与所述定位销套距离不变，所述磁控溅射环的外环侧壁与所述定位销套之间的距离为大于0.01毫米且小于6毫米。本实用新型的磁控溅射环装置的使用寿命长。

摘要： 本实用新型提供一种磁控溅射环装置及磁控溅射反应器。其中磁控溅射环装置包括：磁控溅射环，包括内环侧壁和外环侧壁；定位销，设置在所述磁控溅射环的外环侧壁上，磁控溅射环通过定位销固定在磁控溅射腔室的侧壁上，所述定位销的表面具有膜层，所述膜层上具有喷砂图案。应用本实用新型的磁控溅射环装置可以减少附着在磁控溅射环装置表面的溅射材料原子掉落至基板上，从而影响基片成膜质量。另外，提高磁控溅射环的使用寿命。

摘要： 本实用新型提供一种磁控溅射环装置及磁控溅射反应器。其中磁控溅射环装置包括：磁控溅射环，包括内环侧壁和外环侧壁；定位销，设置在所述磁控溅射环的外环侧壁上，磁控溅射环通过定位销固定在磁控溅射腔室的侧壁上，所述定位销的表面具有膜层，所说膜层具有图案。应用本实用新型的磁控溅射环装置可以减少附着在磁控溅射环装置表面的溅射材料原子掉落至基板上，从而影响基片成膜质量。另外，提高磁控溅射环的使用寿命。

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。