基片温度对磁控溅射沉积二氧化硅的影响
基片温度和氧气流量对磁控溅射制备ITO薄膜光电学性质的影响_裴瑜
第25卷 第1期2009年1月福建师范大学学报(自然科学版)Journal of Fujian N o r m al U niversity (N atural Science Editi on )V o l 125 N o 11Jan 12009文章编号:100025277(2009)0120057206基片温度和氧气流量对磁控溅射制备IT O 薄膜光电学性质的影响裴 瑜,林丽梅,范丽琴,瞿 燕,赖发春3(福建师范大学物理与光电信息科技学院,福建福州 350007) 摘要:利用直流磁控溅射技术在BK 27基片上沉积掺锡氧化铟(ITO )透明导电薄膜.研究不同基片温度和氧气流量对薄膜的结构、电学和光学性质的影响,分析光电学性质改变的机理.结果表明,随着氧气流量的增加,载流子浓度(N )不断下降,电阻率(Θ)不断增大,但迁移率(Λ)先增大后减小,在氧气流量为015c m 3 m in (1Pa )时有最大值.随着基片温度的上升,N 逐渐增加,Θ不断降低,而Λ则先增加后减小,在基片温度为200℃时为极大值.所有样品在可见光区的平均光学透过率都大于80%,薄膜的折射率和消光系数从拟合透射光谱数据获得;在1500nm 光学波长处,折射率随载流子浓度的增加而减小,较好符合线性关系;消光系数随载流子浓度的增大而增加,不符合线性关系.关键词:ITO ;薄膜;磁控溅射;光电学性质中图分类号:O 48414 文献标识码:A 收稿日期:2008204209 基金项目:福建省自然科学基金资助项目(2007J 0317);福建省科技厅重点项目(2007H 0019);福建省教育厅基金资助项目(JB 06104;JB 08065) 作者简介:裴瑜(1982— ),女,山西大同人,硕士研究生.3通讯作者:laifc @fjnu 1edu 1cnEffects of Substra te Tem pera ture and Oxygen Flow Ra te onElectr ica l and Optica l Properties of IT O F il m sD eposited by M agnetron Sputter i ngPE IY u ,L IN L i -m e i ,FAN L i -q i n ,QU Yan ,LA I Fa -chun 3(S chool of P hy sics and Op toE lectronics T echnology ,F uj ian N or m al U niversity ,F uz hou 350007,Ch ina )Abstract :In 2O 3:Sn (ITO )fil m s w ere depo sited on B K 27galss sub strates by DC m ag 2netron sp u ttering techn ique .Effects of oxygen flow rate (FO 2)and sub strate tem p eratu re (T s )on the electrical and op tical p roperties of the fil m s w ere investigated .It is found thatthe carrier concen trati on (N )m ono tonou sly decreases and resistivity (Θ)increases as FO 2in 2creases from 010to 210c m 3 m in (1Pa ).H all m ob ility (Λ)has the m ax i m um at 015c m 3 m in(1Pa )FO 21N increases ,and Θdecreases as T s increases from 100℃to 450℃1Λhas the m ax i m um at 200℃sub strate tem p eratu re 1T he average tran s m ittance in visib le spectral re 2gi on fo r all sam p les is larger than 80%.Op tical con stan ts and fil m th icknesses w ere ob tained from all no r m al incidence tran s m ittance data .R efractive index increases and ex tincti on coef 2ficien t decreases as FO 2increases .Ex tincti on coefficien t increases and refractive index de 2creases as the increase of sub strate tem p eratu re .M o reover ,the relati on sh i p betw een op tical con stan ts and carrier concen trati on has been discu ssed .A t 1500nm op tical w avelength ,it is found that refractive index and N have a linear relati on sh i p .How ever ,ex tincti on coefficien t and N have a non linear relati on sh i p .Key words :ITO ;fil m ;m agetron sp u ttering ;op tical and electrical p roperties由于掺锡氧化铟(ITO )薄膜在可见光区有良好的透明性和低的电阻,它已经广泛应用于太阳能电池[1]、液晶显示器[2]以及有机和无机发光器件[3-4]中.此外,ITO 薄膜还具有很好的红外反射特性、与基片附着牢固、热稳定性能好等优点.制备ITO 薄膜的方法有许多,如:射频和直流磁控溅射[2-5]、脉冲激光沉积[6]、电子束蒸发[1]等等.在这些制备方法中,磁控溅射是目前在商业上使用最为广泛的方法之一[7-8],它具有沉积速率高、薄膜与基片附着性能好、致密度高、成分容易控制、便于大批量工业生产等优点.先前的研究表明,薄膜的光电学性质将随着基片材料、溅射的气压、溅射功率和基片温度等的变化而改变[5,9-11],如Gu ill én 等研究了氧气分压和热处理对射频溅射沉积的ITO 薄膜的特性影响[9],发现制备态的薄膜为非晶结构,经退火处理后形成结晶态;Gup ta 等分析了薄膜厚度、氧气流量和溅射功率等对制备薄膜的电阻率和成分的变化情况[10];Yang 等在不同基片上用射频溅射制备ITO 薄膜[5];L in 等对直流磁控溅射制备的ITO 薄膜在氮气中热处理[11],发现薄膜的光电学性质将随热处理的温度而变化.由此可见,ITO 薄膜的性能与其制备的工艺条件参数密切相关.因此,文中笔者利用直流磁控溅射方法制备ITO 薄膜,详细研究氧气流量和基片温度对薄膜的电阻率、载流子浓度、迁移率、光学透过率和光学常数的影响,分析光电学性质改变的机理,探讨折射率和消光系数与载流子浓度之间的关系.1 实验利用JGP 560B 型超高真空磁控溅射设备在B K 27玻璃基片上直流磁控溅射沉积ITO 薄膜,靶材是Ξ(In 2O 3)∶Ξ(SnO 2)=90∶10陶瓷靶.溅射前真空腔的气压为110×10-4Pa ,溅射过程中充入氩气作为工作气体,氧气作为反应气体,溅射气压维持在110Pa ;氩气和氧气的流量分别采用两个质量流量控制器来控制;溅射功率为80W .每次沉积薄膜前预溅射5m in ,用于清除靶表面的污染物,沉积薄膜的时间为15m in ,基片温度通过电加热炉和热电偶控制.实验中制备了两个系列的样品,一个系列是改变氧气流量,在室温基片上沉积薄膜,固定氩气流量5510c m 3 m in (1Pa ),氧气流量分别是010,015,110和210c m 3 m in ;另一个系列是改变基片温度,固定氩气和氧气流量分别是5510、015c m 3m in ,基片温度从100℃增加到450℃.制备样品的结构特性用X 射线衍射仪(DM A X 2500)测量,用V an der Pauw 方法测量薄膜的方块电阻和载流子迁移率(Λ),并计算出载流子浓度(N )和电阻率(Θ).薄膜的正入射透射光谱用Perk in E l m er L am bda 950双光束分光光度计测量,波长范围250～2500nm .采用拟合透射光谱所有数据的方法[12]计算薄膜的折射率(n )、消光系数(k )及厚度(d ).2 结果与讨论211 薄膜的结构图1 不同基片温度条件下制备的I T O 薄膜的XR D 图像对不同基片温度条件下制备的样品进行X 射线衍射(XRD )测量,其结果如图1.将图1的衍射峰位置与标准XRD 图集对比,发现衍射峰位与卡片号为8924595的相一致,样品为立方结构,不同衍射角度的晶面指数已标注在图1中.由图1可见,当基片温度为100℃时,(222)衍射峰是最强峰;随着基片温度的上升,(222)峰的强度逐渐减弱,而(400)峰的强度不断增强,当温度达到400℃时,(400)峰的高度已超过(222)峰的高度.由此说明,基片温度的改变将导致制备薄膜晶体结构的变化.212 薄膜的电学性质21211 氧气流量对薄膜电学性质的影响用V an der Pauw 方法测量薄膜的方块电阻和霍尔迁移率,薄膜的厚度(d )通过拟合透射光谱数据85福建师范大学学报(自然科学版) 2009年 得到,然后根据以下公式计算薄膜的Θ,N 和Λ.Θ=R s d ,(1)Λ=U H R s IB ,(2)N =1Θe Λ,(3)式中R s 为方块电阻,U H 为霍尔电压,I 为霍尔电流,B 为垂直于膜面的磁场强度,e 为电子电量.图2 不同氧气流量(F O 2)条件下制备的I T O 薄膜的载流子迁移率(Λ)、载流子浓度(N )和电阻率(Θ)图2给出了不同氧气流量(FO 2)制备的ITO 薄膜的载流子迁移率(Λ)、载流子浓度(N )和电阻率(Θ).由图2可见,随着U (FO 2)从010c m 3 m in 升高到210c m 3 m in ,N 逐渐从710×1020c m -3降低到016×1020c m -3.ITO 薄膜的载流子主要来源于氧空位(V O )和Sn 替位掺杂,每个V O 带两个负电荷可以提供两个自由电子,而一个四价的Sn 替代三价的In 形成n 型掺杂并可提供一个自由电子[11].当FO 2增加时,In 的氧化将更加完全,导致V O 减少,所以载流子浓度不断下降.从图2中的迁移率变化特征可见,当U (FO 2)为015c m 3 m in 时,Λ有最大值(2018c m 2・V -1・S -1),而U (FO 2)为010和210c m 3 m in 时,Λ都相对较低.电子的迁移率与几种散射机制相关[2],其中有:晶格散射、离子不纯散射、中性不纯散射、颗粒边界散射等;当U (FO 2)为0时,有大量的V O ,这时离子不纯散射占主导,使得Λ较低;当U (FO 2)为210c m 3 m in 时,V O 非常少,这时中性不纯散射占主导,也使得Λ较低;当U (FO 2)为015c m 3 m in 时,In 的氧化正好,从而获得最高的Λ.从式(3)可知,薄膜的Θ与Λ和N 的乘积成反比,由于随着FO 2的增加,N 激烈下降,最终导致Θ不断上升,如图2(b )所示.21212 基片温度对薄膜电学性质的影响图3 不同基片温度条件下制备的IT O 薄膜的载流子迁移率(Λ)、载流子浓度(N )和电阻率(Θ)从式(3)可见,减小薄膜的Θ主要有两个途径,一是增加N ,但是N 太高,将导致薄膜的自由载流子吸收增强,从而使薄膜的光学性能下降;另一个是提高Λ,它可以提高薄膜电学性能的同时不降低薄膜的光学性能.从图2可知,当U (FO 2)为015c m 3 m in 时,薄膜具有最高的Λ,所以,作者在U (FO 2)为015c m 3 m in 的条件下,研究基片温度对薄膜特性的影响.图3给出了不同基片温度下制备的I TO 薄膜的载流子迁移率(Λ)、载流子浓度(N )和电阻率(Θ).从图3可知,随着基片温度从100℃上升到450℃,N 从215×1020c m -3单调地增加到914×1020c m -3;而Θ则先从1211×10-48c m 很快地下降到200℃时的514×10-48c m ,再缓慢降低到450℃时的315×10-48c m ;但是,Λ随基片温度的升高是先增加,后减小,在200℃时为最大(2210c m 2・V -1・S -1).在样品的制备过程中,氧气流量不变,靶材中In 与Sn 原子比例不变,那么,随着基片温度升高,N 增加主要是由于高基片温度条件下,四价的Sn 能够更有利地替代三价的In 的位置,替位产生的自由电子增加的结果.迁移率的变化主要以颗粒边界散射效应为主,当基片温度从100℃上升到200℃时,由于薄膜的结晶性能变好,晶粒长大,使得Λ升高.从图1可见,而当基片温度超过300℃时,(222)峰强度减弱,(400)峰强度增强,导致薄膜有两个主要晶格取向,晶粒变小,晶粒边界散射增95 第1期 裴 瑜等:基片温度和氧气流量对磁控溅射制备ITO 薄膜光电学性质的影响强,使得Λ降低.213 薄膜的光学性质21311 氧气流量对薄膜光学性质的影响图4 不同氧气流量条件下制备的I T O 薄膜的透射光谱图4给出了在室温基片上不同氧气流量条件下制备的ITO 薄膜的透射光谱.从图4可见,在可见光谱区域,当U (FO 2)为010c m 3 m in (1Pa )时,透射率最小,那是由于薄膜的氧空位最多,薄膜氧化最不完全,N 也最高,导致薄膜的载流子吸收较强,使得透射率变低;由图2可知,随着U (FO 2)的升高,N 不断减少,载流子吸收逐渐减弱,透射率逐渐提高,当U (FO 2)为210c m 3 m in 时,透射率的极大值几乎与空白基片的透射率相同.计算样品在430～700nm 波长范围的平均透过率(T ϖvis )列在表1中,从表1可知,所有样品的T ϖvis 都大于80%,在FO 2为010c m 3 m in 时,Tϖvis 最小,为8117%.在近红外光谱区,样品的透射率也随着FO 2的升高,N 的降低,而不断升高.从薄膜的正入射透射光谱数据可以求出薄膜的折射率(n )、消光系数(k )和厚度(d ).在拟合光谱数据过程中,作者采用的介电函数模型是将Fo rouh i 2B loom er 模型与修正的D rude 自由电子模型相结合[12].图4中的插图给出了U (FO 2)为110c m 3 m in 条件下的拟合和测量的透射光谱曲线,两条曲线很好地符合,说明拟合求出的光学常数和厚度的正确性.从光谱计算得到的不同氧气流量条件下薄膜的n 、k 和d 见图5和表1.从图5可见,随着FO 2的增加,n 不断增加,而k 不断减小,这是由于当FO 2增加时,自由载流子浓度不断的降低,而N 的减小,将使得n 变大,而k 减小.表1 不同氧气流速U (F O 2)和基片温度(T s )下制备的I T O 薄膜的厚度(d )和在可见光谱区的平均光学透过率(Tθvis )U (FO 2)(c m 3 m in -1)T s ℃d nm T ϖvis %010—1648117015—1938411110—1638311210—17582150151002138114015200208821201530020882150154002058116015450188841121312 基片温度对薄膜光学性质的影响图5 不同氧气流量条件下制备的I T O薄膜的折射率(n )和消光系数(k )图6 不同基片温度条件下制备的I T O 薄膜的透射光谱图6给出了在015c m 3 m in 氧气流量条件下不同基片温度制备的ITO 薄膜的透射光谱.从图6可06福建师范大学学报(自然科学版) 2009年 知,随着基片温度的上升,在可见光和近红外光谱区透过率的极大值不断的降低,这是由于高基片温度时,载流子浓度增加(见图3),薄膜的载流子吸收增强所引起的.样品在可见光区的平均光学透过率(T ϖvis )也列在表1中,所有样品的T ϖvis 均大于80%,而450℃基片温度下的样品的T ϖvis最大(8411%),这是由于薄膜厚度不同时,其透射率极大值的位置不同,从而引起其T ϖvis 会有一定的差别.由图6光谱数据计算获得的不同基片温度下制备薄膜的n 和k 显示在图7中,薄膜的d 则在表1中列出.由图7可知,随着基片温度的上升,薄膜的n 不断减小,而k 则不断的增加.这是由于随着基片温度的上升,薄膜的载流子浓度不断增加(见图3),而N 的增加使得n 减小,而k 增大.图7 不同基片温度条件下制备的I T O薄膜的折射率(n )和消光系数(k )214 折射率和消光系数与载流子浓度的关系在以前的研究中,ITO 薄膜的折射率和消光系数与载流子浓度之间的关系,只有一个定性的结论,就是n 随着N 的增加而减小,而k 随着N 的增加而增加,很少有它们之间规律性的报道.M ergel 等在研究ITO 薄膜的光学常数与N 之间的关系中[20],发现了在550nm 波长处n 随N 的增加是线性地减小的,而吸收系数随N 的增加是线性增加的.作者将不同氧气流量和不同基片温度条件下制备薄膜的载流子浓度与各个样品在1500nm 波长处的n 和k 作图,n 和k 随着N 变化的情况分别见图8和图9,其中实心方块的点是不同基片温度下制备样品的数据点,空心方块的点是不同氧气流量下制备样品的数据点,实线为拟合线.从图8可见,n 1500nm 随N 的增加较好符合线性减小,线性拟合的置信度超过90%,拟合得到的公式为n 1500nm =11891-01117N c m 3,(4)其中N 的单位是1020c m -3.从图9可以看出,k 随N 的增加而增加,但明显不服从线性的规律,用加上二次方项进行拟合后的结果在图9中,得到的公式是k 1500nm =010589-010115N c m 3+0100479N 2c m 6,(5)其中N 的单位是1020c m -3.图8 在1500nm 光学波长处的折射率(n )随载流子浓度(N )的变化图图9 在1500nm 光学波长处的消光系数(k )随载流子浓度(N )的变化图3 结论利用直流磁控溅射方法在玻璃基片上沉积ITO 薄膜,改变沉积中的氧气流量和基片温度以研究氧气流量和基片温度对薄膜的光电学性质的影响.结果表明,随着氧气流量的增加,载流子浓度不断降低,电阻率不断升高,迁移率是先增加后减小,在015c m 3 m in 氧气流量时,迁移率有最大值.随着基片温度的升高,薄膜的载流子浓度不断增加,电阻率不断下降,迁移率是先增加后减小,在200℃基片温度时,迁移率有最大值.所有样品在可见光谱区的平均光学透过率都大于80%,从拟合光谱数据求出样品的折射率和消光系数表明,折射率随载流子浓度的增加而减小,消光系数随载流子浓度的增加而增加,分析1500nm 波长处的折射率和消光系数,发现折射率随载流子浓度增加是线性减小的,16 第1期 裴 瑜等:基片温度和氧气流量对磁控溅射制备ITO 薄膜光电学性质的影响26福建师范大学学报(自然科学版) 2009年 而消光系数随载流子浓度的增加是非线性增加的.致谢 感谢福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室在薄膜光谱测量方面给予的帮助.参考文献:[1]Kobayash i H,Ish ida T,N akam ura K,et al.P roperties of indium tin oxide fil m s p repared by the electron beamevapo rati on m ethod in relati on to characteristics of indium tin oxide silicon oxide slicon juncti on so lar cells[J].JA pp l Phys,1992,72(11):5288-5293.[2]L ee H C,Park O O.T he evo luti on of the structural,electrical and op tical p roperties in indium2tin2oxide th in fil mon glass substrate by DC reactive m agnetron sputtering[J].V acuum,2006,80(8):880-887.[3]D i C,Yu G,L iu Y,et al.Effective 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衬底温度对射频磁控溅射制备 HfO2 薄膜结构的影响
第14卷第5期功能材料与器件学报Vol 114,No 152008年10月JOURNAL OF F UNCTI O NAL MATER I A LS AND DE V I CESOct .,2008文章编号:1007-4252(2008)05-0911-04收稿日期:2007-11-09; 修订日期:2007-12-25作者简介:闫丹(1983-),女,湖北襄阳,硕士生,从事功能薄膜材料研究(E -mail:danyan0629@ ).衬底温度对射频磁控溅射制备HfO 2薄膜结构的影响闫丹1,吴平1,邱宏1,俞必强2,赵云清1,张师平1,吕反修3(1.北京科技大学应用学院物理系,北京,100083;2.北京科技大学机械学院,北京,100083;3.北京科技大学材料与工程学院,北京,100083)摘要:采用射频磁控溅射法在氧氩比为0.2的混合气氛中,分别在室温、100℃、200℃、250℃、300℃、350℃和400℃温度下,在p -Si (100)衬底上制备了Hf O 2薄膜,并用SE M 、XRD 和AF M 研究了衬底温度与薄膜沉积速率对微结构的影响。
结果表明:随着衬底温度的增加,薄膜沉积速率呈减小趋势。
室温沉积的Hf O 2薄膜为非晶态,当衬底温度高于100℃,薄膜出现单斜晶相,随着衬底温度继续增加,(1-11)择优取向更加明显,晶粒尺寸增大,薄膜表面粗糙度减小。
关键词:射频磁控溅射;Hf O 2薄膜;衬底温度;微观结构中图分类号:0484 文献标识码:AEffect of substra te tem pera ture on m i crostructures of Hf O 2f il m sdeposited by RF magnetron sputter i n gY AN Dan 1,WU Ping 1,Q I U Hong 1,Y U B i 2qiang 2,Z HAO Yun 2qing 1,Z HANG Shi 2p ing 1,LV Fan 2xiu 3(1.School of App lied Science,University of Science and Technol ogy Beijing,Beijing 100083,China;2.School ofMechanical Engineering,University of Science and Technol ogy Beijing,Beijing 100083,China;3.School ofMaterials Science and Engineering,University of Science and Technol ogyBeijing,Beijing 100083,China )Abstract:Hf O 2fil m s were gr own on p -Si (100)substrates by radi o frequency magnetr on s puttering using oxygen and argon m ixture as s puttering gas .The rati o of oxygen t o argon is 0.2.The substrate te mperatures are r oo m te mperature,100℃,200℃,250℃,300℃,350℃and 400℃,res pectively .I nfluences of substrate te mperature and depositi on rate on m icr ostructures of the fil m s are investigated by Scanning elec 2tr on m icr oscope,X -ray diffracti on and A t om ic f orce m icr oscope .The results show that depositi on rate de 2creases with the increase of substrate te mperature .The Hf O 2fil m appears (1-11)monoclinic orientati on when the substrate te mperature increases t o 100℃.W ith the substrate te mperature increasing,the p referred orientati on of (1-11)becomes more obvi ous,the grain size increases and the surface r oughness decreases .Key words:radi o frequency magnetr on s puttering;Hf O 2fil m ;substrate te mperature;m icr ostructure0 引言微电子技术目前已成为信息技术发展的核心和基础。
基体温度对磁控溅射TiN薄膜结构与力学性能的影响_张金林
２ 结果与讨论
２． １ 薄膜的表面及断面形貌 不同 基 体 温 度 下 Ｔ ｉ Ｎ 薄膜的表面 Ｆ Ｅ Ｓ ＥＭ
图 １ 不同基体温度下 Ｔ ｉ Ｎ 薄膜的 Ｆ Ｅ Ｓ Ｅ Ｍ 表面形貌 Ｆ ｉ ． １ Ｆ Ｅ Ｓ Ｅ Ｍ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｒ ａ ｈ ｓ ｏ ｆ Ｔ ｉ Ｎ ｆ ｉ ｌ ｍ ｓ ｄ ｅ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｄ ａ ｔ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｇ ｇ ｐ ｐ ｐ （ ） — 室温 ；（ ） —１ ） —３ ） —４ ａ ｂ ５ ０℃ ；（ ｃ ０ ０℃ ；（ ｄ ５ ０℃．
第２ ４卷 第４期 ２ ０ １ ２年 ８月
沈 阳 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） ） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｙ ｇ ｙ（
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ４， Ｎ ｏ ． ４ Ａ ｕ ．２ ０ １ ２ ｇ
第 ４ 期 张金林等 ： 基体温度对磁控溅射 Ｔ ｉ Ｎ 薄膜结构与力学性能的影响 显的孔洞等缺陷 ， 柱状晶的尺寸与图１中颗粒尺 基 体 温 度 为 室 温、 寸能 很 好 地 对 应 ． １ ５ ０、 ３ ０ ０和 ４ ５ ０ ℃ 时薄 膜 厚 度 分 别 为 ０ ． ６ ３、 ０ ． ９ ８、 １ ． ０ １、 ０ ． ９ ７ 可见 ， 室温沉积时沉积速率较慢 ， 加温后沉积 ｍ． μ 但加温 后 基 体 温 度 对 沉 积 速 率 影 响 不 速率较快 ， 明显 ． 室 温 时， 吸 附 原 子 的 迁 移 率 低， 入射粒子与 吸附原子的结合能力差导致沉积速率低 ； 加温后 ， 吸附原子迁移率 高 ， 导 Ｔ ｉ与 Ｎ 的 结 合 概 率 增 加 ，
衬底温度对射频磁控溅射制备氮化硅薄膜的影响
衬底温度对射频磁控溅射制备氮化硅薄膜的影响孙科沸,李子全,李鑫(南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016)摘要:采用射频磁控反应溅射技术,以N2和Ar为反应气体在普通玻璃表面沉积了氮化硅(SiN)薄膜;利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能量耗散谱、台阶仪和紫外2可见光谱,研究了不同衬底温度对SiN薄膜的相结构、表面形貌和成分、薄膜厚度以及光性能的影响。
结果表明;制备的SiN薄膜为富硅结构;提高衬底温度,可增加光学带隙;当衬底温度为450℃时,薄膜由尺寸约为40nm的SiN晶粒组成,且在紫外2可见光区的透过率高达90%。
关键词:氮化硅薄膜;射频磁控反应溅射;衬底温度中图分类号:O48411 文献标识码:A 文章编号:10032353X(2007)062516204I nfluence of Substrate Temperature on SiN Thin Film Depositedby RF Magnetron R eaction SputteringS UN K e2fei,LI Z i2quan,LI X in(College o f Materials Science and Technology,Nanjing Univer sity o f Aeronautics and Astronautics,Nanjing210016,China)Abstract:SiN thin film was prepared by RF magnetron reaction sputtering on glass with a mixture gas of N2and Ar.The effect of different substrate tem peratures on phase com position,surface m orphology,chemical com position,thickness and optical property was measured by X2ray diffraction,scanning electron microscopy, energy dispersive X2ray analysis,surface profilometer and ultraviolet2visible spectroscopy.Results show that the SiN film is Si2rich structure.The optical band gap is increased with substrate tem peratures.The film is consisted of nano2crystalline SiN with size about40nm,and the optical transmittance in the ultraviolet2visible region is up to90%,at450℃.K ey w ords:SiN thin film;RF magnetron reaction sputtering;substrate tem perature1 引言薄膜由于其优良的光电、钝化性能在太阳电池的研究与产业化领域中得到了越来越广泛的应用[123]。
衬底温度对射频磁控溅射制备HfO2薄膜质量的影响
衬底温度对射频磁控溅射制备HfO2薄膜质量的影响摘要：随着现代集成电路的发展，提出了要以其他具有高介电常数的材料来代替SiO2，高K氧化物材料成为这一领域热门研究方向。
HfO2材料作为SiO2最好的替代物，与硅基电路集成时有良好的兼容性。
相比较于传统的铁电材料，经过特殊处理的HfO2基薄膜同样具备铁电性。
这样，传统的铁电材料有望突破制约非易失性铁电存储器发展的材料瓶颈。
本论文以探究HfO2薄膜质量为背景，以射频磁控溅射法制备HfO2薄膜，通过使用X射线衍射仪（XRD）对薄膜的物相组成与结晶情况进行表征分析，SEM表征薄膜样品的表面形貌。
1.引言近些年的快速发展中，CMOS集成电路的沟道长度已经降低到现今的几十纳米，例如在英特尔公司生产的芯片中，其栅极厚度已经降低至45纳米。
在45纳米这个尺寸下，栅极中的等效氧化层的厚度必须低于3纳米，传统的氧化硅栅介质材料的厚度将会降低为1纳米，这样对于氧化硅材料会导致其漏电流增大，即发生量子隧穿效应。
应用最为广泛的栅介质材料二氧化硅厚度将到达其尺寸极限，为了应对此现象，可以提高晶体管中介层的相对物理厚度来现器件的尺寸持续降低，于是有学者们就提出了要以其它具有高介电常数的材料来代替二氧化硅。
在制备薄膜方法中，氧化铪层的结构和性质强烈依赖于沉积条件和后退火处理的技术。
任何潜在的高K栅极电介质的明确目标是使硅沟道获得高质量的界面，伴随着沉积处理后期栅极氧化物的非晶结构的生成。
不幸的是，高K氧化物具有低的结晶温度，而作为单一非晶相的稳定性高达800-1000ºC是CMOS热处理所需要的。
这种要求是因为晶界扩散路径作为掺杂剂和氧化膜界面。
因此，从技术角度来看，与多晶栅极电介质膜相比，非晶层的优点是具有较低的漏电流，更好的均匀性，以及最终对电性能的更高的再现性。
然而，到目前为止，栅极电介质的结构和器件性能之间的相关性仍需要详细研究。
为了致力于解决这个问题，防止沉积氧化铪层与硅衬底之间的化学反应。
磁控溅射淀积速率影响因素及最佳工艺参数研究_董西英
沉积速率不仅是衡量镀膜设备性能的一项重要指标,而 且还对薄膜的特性,如牢固度、薄膜应力、电阻率、薄膜硬度、 表面光洁度、表面形貌以及薄膜的微观结构等有着很大的影 响[ 2 ] ，虽然已经有磁控溅射工艺的研究，但是限于理论和实 验室的研究较多，对于用于大规模实际生产的溅射工艺研究 很少，磁控溅射镀膜工艺具有共性的规律，但同时不同国家 不同型号的设备镀膜中也具有个性。本文采用目前大规模生 产中先进的常用的圆形平面磁控溅射设备对磁控溅射镀膜工 艺进行研究很有实际意义。本文采用实验验证，理论分析，
关键词：磁控溅射；集成电路金属化；淀积速率影响因素；最佳工艺条件
1 引言
随着集成电路规模的发展，器件尺寸的缩小，多层布线 和铜互连的引入，对于形成器件接触和互连的金属化方面也 提出了越来越高的要求。金属薄膜不再是单一的一种、一层 金属，而是多层金属复合膜。磁控溅射技术的出现很好地满 足了半导体器件多层复台金属膜的需求,形成了良好的欧姆 接触、整流接触，大大地提高了器件的成品率．对降低器件 成本起到了极为重要的作用[1]。此外磁控溅射镀膜工艺还具 有沉积速率高，基材升温低，台阶覆盖好、膜层均匀、致密、 纯度高、附着力强、应用靶材广、工作稳定等显著特点，而且 产量可大可小，并能按用户要求加工所需的数量和质量，灵活 性太，生命力强，这是其它方法所不及的。所以溅射镀膜技术 已经是半导体集成电路金属化的主流技术。
磁控溅射法沉积硅薄膜的研究-2009硕士论文
（申请工学硕士学位论文） 磁控溅射法沉积硅薄膜的研究培养单位 ：材料科学与工程学院 学科专业 ：光电子及信息材料 研究生 ：刘本锋 指导教师 ：赵青南 教 授 赵修建 教 授2009年5月磁控溅射法沉积硅薄膜的研究刘本锋武汉理工大学分类号密 级 UDC学校代码 10497学 位 论 文中 文题 目 磁控溅射法沉积硅薄膜的研究英 文 Study of Silicon Thin Films题 目 Deposited by Magnetron Sputtering研究生姓名 刘本锋姓名 赵青南 职称 教 授 学位 博 士单位名称 硅酸盐材料工程教育部重点实验室 邮编430070申请学位级别 硕士学科专业名称光电子及信息材料论文提交日期 2009年5月 论文答辩日期 2009年5月 学位授予单位 武汉理工大学 学位授予日期 答辩委员会主席 李远志 教授 评阅人 李远志 教 授夏冬林 副研究员2009年5月指导教师摘 要太阳电池是一个朝阳产业，也是现在发展正非常火热的一个行业。
非晶硅、微晶硅薄膜太阳电池在硅系太阳电池中具有很大的性价比优势。
本文使用磁控溅射法沉积硅薄膜，通过优化薄膜沉积的工艺参数，以期为用溅射法最终制备出高质量的器件级硅薄膜提供科学数据。
磁控溅射法是一种简单、低温、快速的成膜技术，能够不使用有毒气体和可燃性气体进行掺杂和成膜，直接用掺杂靶材溅射沉积，此法节能、高效、环保。
可通过对氢含量和材料结构的控制实现硅薄膜带隙和性能的调节。
与其它技术相比，磁控溅射法最大的优势是它的沉积速率快，具有诱人的成膜效率和经济效益，该技术有望大幅降低太阳电池成本。
本文在玻璃衬底上沉积硅薄膜，研究溅射工艺参数对薄膜的光学性能和结构组分的影响。
本论文的主要研究内容和结论可总结如下：1、随着溅射氢气分压增加，硅薄膜光学带隙(Eg)增大，折射率减小，吸收系数和消光系数减小，薄膜的有序度逐渐减小。
硅薄膜的沉积速率随氢分压的增加先增大后减小，在低溅射功率、高氢稀释比条件下，沉积速率超过10nm/min。
基底温度对直流磁控溅射ITO薄膜性能的影响
的内在关系 。
２ 实 验
实验设 备 为 直 流 磁 控 溅 射 镀 膜 机 ， 基底采用 ０ｍｍ×３ ｍｍ 的 Ｂ Ｋ ７ 玻 璃 。 镀 膜前用 石油 醚 对 ３ 组分为 犿 玻 璃 基 底 清 洗。 靶 材 为 Ｉ Ｔ Ｏ 陶 瓷 靶， （ ： 靶材 规格为８ Ｉ ｎ 犿（ Ｓ ｎ Ｏ ＝９∶１， ３ ｍｍ× ２Ｏ ３） ２） ， 充入氩气 和 氧 气 作 为 工 作 气 体 和 反 应 气 体。 ５ｍｍ 在保持氩气和氧气 量 比 例 、 本底真空度和工作气压 基底温度从室温到２ 一致的实验条件下 ， ７ ５ ℃ 变化 。 用Ｐ ｅ ｒ ｋ ｉ ｎ Ｅ ｌ ｍ ｅ ｒ公司 生 产 的 Ｌ ａ ｍ ｂ ｄ ａ ９ ０ ０分光光度 计测定样品在 ３ ０ ０～１ ２ ０ ０ ｎ ｍ 光谱范围内的透射 率 ， 方块电阻用标准四 探 针 测 试 仪 测 定 ， 并用日本理学 测量仪对薄膜结 Ｄｍ ａ ｘ ２ ５ ５ ０型 Ｘ 射 线 衍 射 （ Ｘ Ｒ Ｄ） 构进行了表征 。 除基底温度以外 ， 保持其他工艺条件 ， 如表 １ 所 示 。 样品编号及其基底温度如表 ２ 所示 。
犐 狀 犳 犾 狌 犲 狀 犮 犲狅 犳犛 狌 犫 狊 狋 狉 犪 狋 犲犜 犲 犿 犲 狉 犪 狋 狌 狉 犲狅 狀 犇 狅 犲 犱 狆 狆 狆 犐 狀 犱 犻 狌 犿犗 狓 犻 犱 犲犜 犺 犻 狀犉 犻 犾 犿 狊犘 狉 犲 犪 狉 犲 犱犫 犻 狉 犲 犮 狋犆 狌 狉 狉 犲 狀 狋犕 犪 狀 犲 狋 狉 狅 狀犛 狌 狋 狋 犲 狉 犻 狀 狆 狔犇 犵 狆 犵
反应磁控溅射制备的SiO2防护涂层抗原子氧侵蚀性能研究
各类 高速 运行的航天器表 面的冲蚀 作用 ， 会造成材 料的 性能退化 。 究工作表 明大部分 空间材料暴 露在 原子氧 研 环境下 ，都会产生质损、厚度损失 ，热 学、电学、光学、
机械 、表面形貌等参数变坏 ，受到 不同程度 的损伤，对
飞行器的正常飞行构成危害【 。 ｌ 原子氧 的负面效应 严重 】 影响 了低地球轨道航天器 的性 能和寿命 ，严 重制 约了低
摘
要 ：在原子 氧侵 蚀地 面模拟设 备 中对 Ｋ ｐｏ ａｔｎ和利
限性。离子镀镀膜 时的 电弧会 在不导 电的溅射靶上产生 电荷积累 ，而且不 能大规模生产。Ｐ Ｖ 镀膜 时沉积温 ＣＤ 度 高，会对 聚合 物基体产生影响 。而采用磁控溅射 工艺 制备 的膜均匀致 密，与基 体结合力好，沉积温度低 ，而 且通 过调 整工艺参数可 以改变涂层的各种性能如光 学性 能 、力学 性能。 目前对无机 防护涂层抗 原子氧侵蚀及退 化机理 尚不十分清楚 。因此 有必要探索制备 Ｓ 涂 层的 ｉ Ｏ２ 其它技术参数 ，以及进行更 深入 的理论研究工作。 选用 聚酰亚胺 （ ａ ｔｎ Ｋ ｐｏ ）这种典型 的空间材料 ，利 用反应溅 射制备 了 ＳＯ 涂 层 ，通过在 原子 氧侵蚀 的地 ｉ２ 面模拟实验 装置上进行暴 露实验 ， 研究 了原子氧 的作用 机制 以及 ＳＯ２ ｉ 涂层 的防护性 能。
地球轨道航天器发展计划 的实施 。因而研究 ＡＯ对 空间 材料的效应及机理 ，寻求抗 ＡＯ 的有效防护方法，越 来 越受到重视 ，已成为 Ｌ Ｏ环境效应研究 的一个热 点。 Ｅ 针对 原子氧侵蚀 发展的防护涂层包括有机和无机两 种类型ｆ 。 无机涂层主要是 ＳＯ 和 ＡＩ ３ ｉ２ ２ 涂层 。 Ｏ 有机涂
用反应磁 控溅射制备 的 ｓＯ 涂层 进行 了原子 氧暴 露 实 ｉ２
基体温度对磁控溅射沉积ZAO薄膜性能的影响
基体温度对磁控溅射沉积ZAO薄膜性能的影响付恩刚;庄大明;张弓;方玲;梁展鸿;吴敏生;杨伟方【期刊名称】《真空科学与技术》【年(卷),期】2003(23)1【摘要】利用中频交流磁控溅射方法 ,采用氧化锌铝陶瓷靶材 [w(ZnO) =98%、w(Al2 O3 ) =2 % ]制备了ZAO(ZnO∶Al)薄膜 ,观察了基体温度对ZAO薄膜的晶体结构、电学和光学性能的影响 ,采用X射线衍射仪对薄膜的结构进行了分析 ,采用光学分度计和电阻测试仪测量了薄膜的光学、电学特性 ,采用霍尔测试仪测量了薄膜的载流子浓度和霍尔迁移率。
结果表明:沉积薄膜时的基体温度对薄膜的结构、结晶状况、可见光透射率以及导电性有较大的影响。
当基体温度为2 5 0℃ ,Ar分压为 0 8Pa时 ,薄膜的最低电阻率为4 6× 10 -4Ω·cm ,方块电阻为35Ω时 ,可见光(λ =5 5 0nm)透射率高达 92 0 %。
【总页数】4页(P12-15)【关键词】基体温度;磁控溅射沉积;ZA0薄膜;性;氧化锌;氧化铝;电阻率;透射率;半导体【作者】付恩刚;庄大明;张弓;方玲;梁展鸿;吴敏生;杨伟方【作者单位】清华大学机械工程系;金洲集团【正文语种】中文【中图分类】TN304.21;TN304.055【相关文献】1.基体温度对磁控溅射TiN薄膜结构与力学性能的影响 [J], 张金林;贺春林;王建明;才庆魁2.基体温度和氩气压强对射频磁控溅射制备GZO薄膜性能的影响 [J], 何翔;熊黎3.衬底温度对射频溅射沉积ZAO透明导电薄膜性能的影响 [J], 孙奉娄;惠述伟4.沉积温度和快速退火对磁控溅射法制备的AZO薄膜性能的影响 [J], 谢宁致;祝巍5.基体温度对中频磁控溅射制备的氧化锌镓薄膜性能的影响 [J], 赵方红;庄大明;张弓;姬杨玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Ar／O2比和基片温度对射频反应磁控溅射法制备钢基Si02薄膜亲水性的影响
薄膜 微观 表面 形貌采 用 俄 罗斯 Ｎ Ｍ Ｔ公 司 生 ＴＤ
产 的 Ｐ ７型原子 力显 微镜 （ Ｆ 观察 ； ４ Ａ Ｍ） 薄膜 与水 的 润 湿性采 用上 海 中晨 公 司 生产 的 Ｊ ２ ０ Ａ Ｃ ０ ０ ２静 态 接 触 角测量 仪在 室温 条件 下测 定薄膜 与 蒸馏水 的静 态
２１ ０２年 ５月 第 ３ 卷 第 ５期 ｌ
洛 阳 师 范 学 院 学 报
Ｊ ｕ ａ ｏ ｕ ｙ ｎ ｒ ｌＵｎｖｒｉ ｏ ｒ ｌ ｆＬ ｏａ ｇＮｏｍａ ｉｅｓｔ ｎ ｙ
Ｍ ａ ．， ０１ ｙ ２ ２ Ｖ０． Ｎｏ． １ ３１ ５
Ａｒ ／Ｏ２ 比 和 基
片 温 度 对 射 频 反 应 磁 控 溅 射 法 制 钢 基 ＳＯ２薄 膜 亲 水 性 的 影 响 备 ｉ
中图分类号： ６７ ０４
文 ０ ２ １ ） ５— ０ ４— ３ １ ０ ４ ７ （ ０ ２ ０ ０ ３ ０
１９ ９ ２年 Ｋｅｇ ｒｓｅ等 在 《 ａ ｒ） 志 上 报 道 了 Ｎｔｅ 杂 ｕ
一
（ 溅射 仪器 为 中国北 京 泰科 诺科 技 有 限公 司制 造 的 Ｊ Ｐ一３ ０ Ｃ ５ Ｍ２高 真 空 多靶 位 磁 控 溅 射 镀 膜 机 ） 钢 在 基片上 制备 ＳＯ 薄 膜 ． ｉ，
高 立华
（ 明学 院物理与机 电工程学 院， 三 福建 ｊ明 ３ ５０ ） ６ ０４
摘
要 ： 工 作 气 压 为 １９Ｐ 的 氩 氧 气混 合 气氛 中 ， 变氩 氧 的 流 量 比 和 基 片 温 度 ， 用射 频 反 应磁 控 溅 射 法 在 ． ａ 改 采
在不锈钢基 片上制备 了二氧化硅 薄膜试样 ，并对薄膜的微 观表 面形貌和薄膜 的亲水性进行表征 ．结果表 明，在 氩氧分压 比为 ６： ４和基片温度 为 ９ ℃ 时制备 的 Ｓ ０ ｉ 薄膜亲水性能最佳． Ｏ 关键词 ：钢基 ＳＯ 薄膜 ； ｉ２ 亲水性 ； 射频反应磁控溅射 ；氩氧分压比 ； 片温度 基
基片温度对直流反应磁控溅射法制备玻璃基TiO2薄膜结构与亲水性的影响
基片温度对直流反应磁控溅射法制备玻璃基TiO2薄膜结构与
亲水性的影响
基片温度对直流反应磁控溅射法制备玻璃基TiO2薄膜结构与亲水性的影响
在工作气压为2.0 Pa的氧气氛下, 通过改变基片温度(室温, 280 ℃, 420 ℃), 在预先镀10 nm左右SiO2的普通玻璃基片上用直流磁控溅射法制备了300 nm左右的TiO2薄膜试样.用X射线光电子能谱和X 射线衍射仪分别研究了试样的表面元素组成、离子状态和物相组成, 用接触角分析仪测试了试样在紫外光照射后的水润湿角.结果表明: 试样表面的钛离子都以+4价的形式存在, 氧化钛表面易吸附OH-和CO32-, 氧化钛中n (O)∶n (Ti) =1.90～1.97; 基片不加热时, 试样是非晶态, 升高基片温度, 薄膜结晶逐渐完善, 并以锐钛矿形式存在. 在相同时间的紫外线照射下, 非晶TiO2膜的.润湿角从34 °降低到22 °,而结晶完好的试样的润湿角从18 °～24 °降低到5 °.
作者：赵青南刘保顺赵修建 SLEIGHT A W 作者单位：赵青南(武汉理工大学,硅酸盐材料工程教育部重点实验室;武汉理工大学材料研究与测试中心,武汉,430070)
刘保顺,赵修建(武汉理工大学,硅酸盐材料工程教育部重点实验室) SLEIGHT A W(美国俄勒冈州立大学化学系新材料研究中心,Corvallis,OR 97331,USA)
刊名：硅酸盐学报 ISTIC EI PKU 英文刊名： JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY 年，卷(期)：2003 31(7) 分类号：O647 关键词：二氧化钛薄膜亲水性直流磁控溅射基片温度。
基片温度对FeN化合物薄膜制备及磁性能的影响
基片温度对Fe -N 化合物薄膜制备及磁性能的影响郭治天，韩奎（中国矿业大学理学院，江苏徐州221008）摘要：用X 射线衍射仪和振动样品磁强计研究了双离子束溅射法制备的Fe -N 薄膜的相组成和磁性能。
结果表明，基片温度对不同基片上制得的薄膜的结构和磁性能有显著影响。
基片温度为250C 和300C 时，在（111）硅片基片上制得无晶粒择优取向的单一!'-Fe 4N 相；基片温度为160C 时，可在玻璃基片上制得具有（100）面晶粒取向的单一!'-Fe 4N 相薄膜。
薄膜磁性测量表明，与无晶粒择优取向的!'-Fe 4N 相比较，具有（100）面晶粒取向的!'-Fe 4N 相的矫顽力较低，易达到磁饱和，但二者的饱和磁化强度基本一致。
关键词：基片温度；Fe -N 薄膜；晶粒取向；磁性能中图分类号：TM201.45文献标识码：A文章编号：1671-8887（2004）01-0024-04The Effects of Substrate Temperature on the Formation and Magnetic Properties of Fe -NCompound Thin FilmsGUO Zhi-tian ，HAN Kui(College of Science,China University of Mining and Technology,Xuzhou Jiangsu221008,China )Abstract :The structures and magnetic properties of the single !'-Fe 4N thin films prepared on by dual ionbeam sputtering have been studied using X -ray diffaction and VSM.The effects of substrate temperature on the structures and magnetic properties of the thin films were investigated.The single phase !'-Fe 4N film with the random crystal orientation was prepared when the substrate was Si (lll )at T s =250C &300C ,and the single phase !'-Fe 4N film with the (l00)plane crystal orientation was obtained on the glass substrate at T s =l60C.The magnetic properties of the thin films shows that compared with the !'-Fe 4N thin films with random orientation,The !'-Fe 4N thin films with (l00)crystal orientation have the lower coercive force and are seen to saturate easily.Key words :Substrate temperature;Fe -N thin films;crystal orientation;magnetic properties作者简介：郭治天(1964-),男，讲师，主要从事物理教学及材料科学方面的研究。
基底温度对磁控溅射法制备TiN薄膜性能的影响
乐凯胶 片股份有 限公 司涂布线动 力段 长、技术 员，机械 专业 中
［４】（美 ）Ｅ．Ｂ．Ｇｕｔｏｆｆ，Ｅ．Ｄ．Ｃｏｈｅｎ，Ｇｅｒａｉｄ Ｋｈｅｂｏｉａｎ编 ，侯景滨， 航 特 高技 师 ，熟悉影像涂 布生产 线、光伏产品 功能膜涂布 线、
王洪泽等译 【Ｍ】．涂布和干燥缺 陷 ．乐凯胶 片股份有限公 司涂 布 熔融挤 出膜 生产线 的设备 与改造 ，归纳总结行 业设备检 修 改造
【摘要 】压 电式喷头使 用过程 中会在 某些 因素 的影 响下，打 印质量 明显 下降。本文从机械 损伤、防紫外线措施 、供
墨系统、设备维护几个方面分析引起喷头打印质 量下降的原 因。
【关键词 】喷墨；打印质 量；喷孔
【中图分类 号】Ｆ４２６．６
【文献标识码 】Ａ
【文章编号 】１００９—５６２４（２０１８）１０—００２７—０２
１８０
ＸＲＤ分析，分析 结果如 图 ２所示 。
［２］李开林 ．带材传输中的跑偏及其纠正 ［Ｊ］．武汉化工学院学
报 ，１９８９（３）： ４０－４５．
作 者 简介： 王志刚 ，男，４９岁， 中共 党员，汉 族，大专 学历，
【３］王丰 ．电液 张力控制 系统 的研究 ［Ｊ】．浙江大学，２００２．
薄膜 电阻率与基底温度呈现 明显的规律 性，随着温度 的升
本底真空度 ／Ｐａ
６．６× １０一。
高 ，薄膜 电阻率逐渐减小 ，并且在原有 实验数据 的基础上
基底温度 ／＇ｃ 工作气压 ／Ｐａ 溅射功率 ／１ｖ
３５０
增加 了基底温度为 ４５０℃的实验 样品，测试结果为 电阻率
０．３
更 小。为 了确 定测 试结果 的真 实准确 性，我们 又进 行 了
基片温度对LiCoO2薄膜结构与电化学性能的影响
基 ｍ １ ＬＩ 度对 ＬＣ Ｏ薄 膜 结构 与 电化 学 性 能 的影 响 ＂ｒ ３日 Ｌ ｉｏ ２
刘文元 ， 高 萍 段 荔 周 晓华 ， ，
（． １西北 核技 术研究 所 ， 西 陕 ２武 汉军 械士官 学校 ， 北 ． 湖 西安 武汉）
摘要 ： 射频 （ Ｆ 磁控溅 射技 术制 备 了用 于全 固态 薄 膜锂 电池 的非 品态和 多品 ＬＣ Ｏ 采用 Ｒ） ｉｏ ：阴极薄膜 ， 利用
ｐ ｏ ｒｉｓｏ Ｃｏ ２ｔ ｉ ｆｌ ｓ ｒ ｐｅ ｔｅ ｆＬｉ Ｏ ｈ ｎ ｍ ｉ
Ｌ Ｕ ｅ ． ｕ ｎｈ Ｉ Ｗ ｎｙａ
，
Ｇ ｉｇ ， ＡＯ Ｐ ｎ ＤＵＡＮ Ｌ Ｚ ｉ ， ＨＯＵ Ｘｉｏ ｈ ａ ａ —ｕ
（ ． ｏ ｈ ｅｔ ｎｔｕ ｆ ｕ ｌ ｒ ｅｈｏｏｙ Ｘａ １０４ Ｃ ｉａ １Ｎ ｒ ｗ ｓ Ｉｓｔｔ ｏ ｃ ａ ｃｎｌｇ ， ｉ ７０ ２ ， ｈｎ ； ｔ ｉｅ Ｎ ｅ Ｔ ｎ ２ Ｗｕ ａ ｒｎ ｎｅＮ Ｏ Ｓｈｏ， ｈｎ ３０ ５ Ｃ ｉａ ． ｈｎＯｄ ａｃ Ｃ ｃｏｌＷｕ ａ ０ ７ ， ｈｎ） ４
Ｘ Ｄ和 Ｓ Ｍ研究 了沉积温度对 ＬＣ Ｏ 薄膜结 构和形貌 的影 响 ， Ｒ Ｅ ｉｏ ： 并研究 了高温退 火后薄膜 的电化学性能 。研 究结果 表明 ， 随着基片温度的不同 ， 薄膜成分 、 面形貌 以及 电化学行为有 明显差异。室温沉积 的薄膜很难消 表
除 薄膜 中 Ｌ： Ｏ ｉ 的 影 响 ， 过 高 温 退 火 处 理 后 也 无 法形 成 有 效 的 多 品 ＬＣ Ｏ 薄 膜 ， １０ 沉 积 的 薄 膜 经 过 Ｃ 经 ｉｏ ： 而 ５℃
ｅ ｈｂ ｔｄ ｄｓｉ ｃ ｉ ｅ ｅ ｃ ｎ ｔ ｅ ｍｏ ｈ ｌｇ ｎ ｔ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｅｅ ｔ ｃ ｅ ｃ ｌｂ ｈ ｖｏ ． ｉＣ ｘ ｓ ｄ ｉ ｈ ｉ ｏ ２ ｔ ｉ ｌ ｘ ｉ ｉ ｉｔ ｔ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｒ ｏｏ ａ ｄ ｓ ｕ ｔ ｒ ｎ ｌｃｒ ｈ ｍｉａ ｅ ａ ｉｒ Ｌ ２ Ｏ３ｅ ｉｔ ｎ ｔ ｅ Ｌ Ｃ Ｏ ｈ ｎ ｆ ｍ ｅ ｎ ｄ ｐ ｙ ｒ ｏ ｅ ｉ
中频反应磁控溅射制备二氧化硅薄膜的方法
中频反应磁控溅射制备二氧化硅薄膜的方法中频反应磁控溅射是一种常用的制备二氧化硅薄膜的方法。
本文将介绍该方法的基本原理、实验装置、工艺参数以及影响薄膜性能的因素。
中频反应磁控溅射是一种物理气相沉积（PVD）技术，其基本原理是利用真空环境中的电弧放电产生的等离子体，将固体靶材（通常为硅）上的原子或分子溅射到衬底上形成薄膜。
与常见的直流反应磁控溅射相比，中频反应磁控溅射具有更高的离子密度、较低的电压降和较弱的靶材损耗，从而可获得更好的薄膜性能。
中频反应磁控溅射的实验装置主要包括真空室、靶材、基底和瞄准器等。
真空室通常为圆柱形，并具有足够的强度和密封性，以确保在高真空条件下工作。
靶材是固体硅材料，其表面经过抛光和清洗处理，以提高溅射效率和薄膜质量。
基底可以是硅片、玻璃或其他材料，其表面应经过清洗和预处理，以保证与薄膜的结合性能。
中频反应磁控溅射的工艺参数包括气压、功率密度、溅射时间和基底温度等。
气压通常控制在几十至百帕左右，以保持真空条件下的靶材表面清洁度。
功率密度是指单位面积上的电源功率，其大小决定了溅射过程中的等离子体密度和能量。
溅射时间决定了薄膜的厚度，通过调节溅射时间可以控制薄膜的生长速率。
基底温度对薄膜结晶度和界面性能有较大影响，一般控制在200-400摄氏度范围内。
中频反应磁控溅射制备二氧化硅薄膜的性能受多种因素影响，包括靶材纯度、基底预处理、溅射功率密度和靶-基底距离等。
靶材纯度直接影响薄膜的组成和纯度，通常需要采用高纯度的硅材料。
基底的预处理包括清洗、表面处理和预热等步骤，以增加薄膜与基底的结合力和织构度。
溅射功率密度决定了薄膜的致密性和结构性能，过高的功率密度可能导致薄膜结构松散，过低的功率密度则会导致薄膜质量不稳定。
靶-基底距离影响薄膜生长速率和均匀性，一般控制在几十厘米至一米范围内。
总的来说，中频反应磁控溅射是一种制备二氧化硅薄膜的有效方法。
通过合理选择和控制工艺参数，可以获得具有较好物理、化学和力学性能的薄膜。
基体温度对磁控溅射TiN薄膜结构与力学性能的影响
基体温度对磁控溅射TiN薄膜结构与力学性能的影响张金林;贺春林;王建明;才庆魁【摘要】TiN thin films were deposited by DC reactive magnetron sputtering on AISI 304 and （100） Si wafer substrates, respectively. The effect of substrate temperature on microstructure and mechanical properties was studied using field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction and nanoindentation. The results show that the structure of TiN film is columnar,and the surface of the film is flat and dense. And the TiN film is facial central cubic （fcc） structure, and exhibits preferential orientation which is dependent on the substrate temperature applied. The preferential orientation of the thin film is （111） plane when the substrate temperature is between room temperature and 150 ~C, whereas it changes into （200） plane when the substrate temperature is between 300 ＊C and 450 ＊C. The thickness of TiN films increases when the substrate temperature increases from room temperature to 150 ~C, however, it almost doesn＇t obviously change when the substrate temperature continues to be increased. The grain size slightly increases with increasing the substrate temperature. Nanoindentation hardness, Young＇s modulus and toughness of the films increase as the substrate temperature increases, and their maximum values are 25.4, 289.4 and 0. 174 4 GPa, respectively.%采用直流反应磁控溅射方法在304不锈钢表面沉积TiN薄膜.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和纳米压痕仪研究基体温度对TiN 薄膜结构与性能的影响.结果表明：TiN薄膜为柱状结构,表面平整、致密.薄膜为面心立方结构（fcc）TiN并存在择优取向,室温和150℃时薄膜为（111）晶面择优取向,300和450℃时薄膜为（200）晶面择优取向;室温时薄膜厚度仅为0.63μm,加温到150℃后膜厚增加到1μm左右,但继续加温对膜厚影响不明显;平均晶粒尺寸随着基体温度的升高略有上升;薄膜的硬度、弹性模量和韧性（H3/E＊2）随基体温度的升高而增加,最值分别达到25.4,289.4和0.1744GPa.【期刊名称】《沈阳大学学报》【年(卷),期】2012(024)004【总页数】5页(P23-27)【关键词】反应磁控溅射;TiN;基体温度;微结构;机械性能【作者】张金林;贺春林;王建明;才庆魁【作者单位】沈阳大学表面工程研究所,辽宁沈阳110044／沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学表面工程研究所,辽宁沈阳110044／沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学表面工程研究所,辽宁沈阳110044／沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学表面工程研究所,辽宁沈阳110044／沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044【正文语种】中文【中图分类】TB79;TB34TiN陶瓷薄膜因具有较高的硬度、高耐磨性、高熔点、良好的化学稳定性以及优良的导热性能、导电性能、光学性能、生物相容性和漂亮的金黄色等优点，在工模具、医学和仿金等领域中获得了广泛的应用［1-2］.通常，沉积氮化物薄膜的方法有：物理气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积以及电弧离子镀等［3］.磁控溅射方法沉积的TiN薄膜具有优异的力学性能和化学稳定性［4］.Ti-N的平衡相图中稳定存在三种固相：立方B1-NaCl型δ-TiN相，具有宽范围的化合物组成（0.6＜N／Ti＜1.2）；四角形的ε-Ti2N相，只存在于x（N）＝33%的化合物中；六角形的α-Ti相，在x（N）＜15%时存在.其中，研究最多、工程应用最广泛的是δ-TiN［5］，其表面能最低的晶面为（200）面，应变能最小的为（111）晶面［6］.TiN薄膜的结构和性能取决于沉积条件，如偏压、氮分压、基体温度、功率等.其中，基体温度对TiN薄膜结构和性能影响的报道并不一致.有人发现［6］，基体温度由室温升高到400℃时，TiN薄膜的力学性能几乎没有变化.而又有人认为［7］，基体温度对TiN薄膜的结构和力学性能影响显著.可见，有必要就基体温度对磁控溅射TiN薄膜结构和性能的影响做进一步的研究.本文利用直流反应磁控溅射方法在不同基体温度下制备TiN薄膜，以研究基体温度对薄膜结构和性能的影响.试样基体为304不锈钢和Si（100）片.不锈钢表面用砂纸逐级研磨至2000＃并抛光至1.0μm后，用丙酮和酒精依次超声波清洗除油，冷风吹干后装入真空室待用.磁控溅射设备采用中科院沈阳科学仪器有限公司生产的JGP450三靶磁控溅射镀膜系统.室温沉积时，用循环水冷却基体.靶材为直径60mm的高纯Ti靶（99.99%）.开始溅射前，先将本底压强抽到0.6mPa，然后通入氩气预溅射Ti靶15min后，在基片上沉积30nm的单Ti过渡层，以提高膜基结合力.再通入氮气沉积薄膜，具体参数为：氮分压58.8mPa，电流0.2A，负偏压85V，温度分别为室温（25℃）、150、300和450℃.薄膜的表面和断面形貌用日立S4800型场发射扫描电镜（FESEM）观察，相结构用X射线衍射仪（XRD）分析，硬度和弹性模量用纳米压痕仪（Nanoindentor）进行测量，最大载荷为1.6mN，用Berkovich三棱锥金钢石压头，测试点的间距足够大，消除不同点间的相互影响.对纳米压痕实验，相同条件重复六次（2×3模式），结果取平均值，以保证数值的可靠性.不同基体温度下TiN薄膜的表面FESEM形貌如图1所示.从图1中可以看出，TiN 薄膜的颗粒尺寸为纳米级，且表面平整、致密.随着基体温度的升高，薄膜表面粗糙度有所下降，且晶界变窄；薄膜表面的颗粒尺寸变化不明显，但加温到450℃时薄膜表面出现大颗粒（见图1d及其插图）；基体温度增加到300℃后薄膜表面存在延晶微裂纹.不同基体温度下TiN薄膜的断面FESEM形貌如图2所示.从图2中可以看出薄膜与基体结合良好，没有出现分层现象；薄膜组织均匀，为明显的柱状结构，且柱状晶之间结合紧密，没有明显的孔洞等缺陷，柱状晶的尺寸与图1中颗粒尺寸能很好地对应.基体温度为室温、150、300和450℃时薄膜厚度分别为0.63、0.98、1.01、0.97 μm.可见，室温沉积时沉积速率较慢，加温后沉积速率较快，但加温后基体温度对沉积速率影响不明显.室温时，吸附原子的迁移率低，入射粒子与吸附原子的结合能力差导致沉积速率低；加温后，吸附原子迁移率高，Ti与N的结合概率增加，导致沉积速率增加［3］.不同基体温度下在304不锈钢基体上沉积TiN薄膜的X射线衍射谱图如图3所示.从图中可以确定薄膜为面心立方（fcc）结构的δ-TiN，未出现Ti和Ti2N的衍射峰.探测到基体的衍射峰是因为薄膜厚度太薄所致.由图可知，不同基体温度下沉积的TiN薄膜为多晶体，均出现（111）、（200）、（220）、（311）、（222）晶面的衍射峰，并存在择优取向，且基体温度对择优取向影响很大.为了比较不同基体温度对晶体取向的影响，本文引用择优取向系数Tc进行分析［8］.式中，I（hkl）为薄膜在（hkl）面的衍射强度，I0（hkl）为粉末样即标准卡片的（hkl）面的衍射强度，n为衍射峰的个数.一般地，若择优取向系数Tc（hkl）＝1，表示无择优取向；若Tc（hkl）＞1，则该晶面存在择优取向，Tc值越偏离1，表明该晶面择优取向程度越大；若Tc（hkl）＜1，则该取向在减少，同样，该值越偏离1，减小的程度越大.根据式（1）得到的不同基体温度下沉积TiN薄膜的择优取向系数如图4所示.由图4所知，室温和150℃时薄膜择优取向为（111）晶面，300℃和450℃时为（200）晶面，这与Magnus［9］报道的结果一致.本实验条件下，基体温度为150℃时，温度对薄膜的择优取向几乎没有任何影响；但加热到300℃以上时，薄膜（111）面择优取向逐渐减小，（200）面择优取向逐渐增大，表明温度对薄膜择优取向影响较大.关于薄膜择优取向的问题，能量最小化理论被普遍接受［10］.该理论认为薄膜总能量由弹性应变能和表面能共同决定.当薄膜有较大应力时，弹性应变能是薄膜总能量的决定因素，应变能最小的晶面会择优生长；在低应力情况下，弹性应变能较小，表面能决定薄膜的总能量，此时表面能较小的晶面将择优生长.δ-TiN是NaCl 型面心立方结构，通过理论计算得出，TiN（100）面具有最小的表面能，而各晶面的模量比为：E（100）∶E（110）∶E（111）＝1∶0.75∶0.66，即TiN（111）面具有最小的应变能.在基体温度较低时，薄膜应力较大，应变能最小的（111）晶面择优生长，且与表面平行时，薄膜总能量最低；温度增大后，应力得到释放，此时表面能最小的（200）晶面择优生长，且与表面平行时，薄膜总能量最低［11］. 薄膜的平均晶粒尺寸可由Debye-Scherrer公式（2）计算得出：式中，D为晶粒尺寸，K为常数（K＝0.91），λ为入射X射线的波长（λ＝0.154 06nm），β为衍射峰的半高宽（Rad），θ为布拉格角.平均晶粒尺寸随基体温度的变化如图5所示.结果表明：薄膜的平均晶粒尺寸随着基体温度的增加略有上升趋势.文献［3］同样报道了晶粒尺寸随基体温度的增加而增大的现象.在低温沉积时，晶粒尺寸小是因为吸附原子的迁移率低，微晶的成核与小岛的形成困难所致［7，12］.基体温度的增加，使得原子的迁移率增加，有利于晶粒的成核与凝聚，导致晶粒尺寸的增大.薄膜材料由于受厚度限制，测量硬度时的压痕深度是影响测量结果的重要因素，因此本实验采用纳米压痕仪以消除基底对测量硬度时的影响.根据Jonsson的几何模型［13］，当压痕深度小于薄膜厚度的1／7时，测量出的硬度值才能反映薄膜本身的真实硬度.本实验薄膜的厚度最小为0.63μm，压痕试验中最大载荷为2mN，系统测得的最大压痕深度为75nm，小于薄膜厚度的1／7，因而测出的硬度值能够反映薄膜的真实硬度.不同温度下TiN薄膜的硬度与弹性模量如图6所示.由图可知，室温时薄膜的硬度和弹性模量分别为20.2和263.2GPa，当温度增加到450℃时薄膜的硬度和弹性模量分别上升到25.4和289.4GPa.总体来说，TiN薄膜的硬度和弹性模量随着基体温度的增加而上升.TiN本身具有各向异性，且E100＞E111（其中E100和E111分别表示（100）或（200）和（111）晶面的弹性模量）［6］.本实验采用Berkovich三棱锥金钢石压头，其压痕时接触面积A＝26.43×hc2，其中hc为压痕时压头与样品表面的接触深度.测试时的hc值在40～57nm之间，则最小接触面积Amin＝4.2×104nm2；由图1表面形貌可知，薄膜表面的颗粒尺寸在10～100m之间；因此，纳米压痕时测量的硬度和弹性模量最少为5～535个晶粒的平均值.可见TiN薄膜硬度和弹性模量由高弹性模量的（200）晶面和低弹性模量的（111）晶面共同决定.由图4可知，随着温度的增加，Tc（200）逐渐增加，Tc （111）逐渐减小，导致薄膜的硬度和弹性模量逐渐上升.薄膜的沉积过程中不可避免地存在一些缺陷，将会影响薄膜的性能.增加基体温度，将会增加吸附原子的迁移性，提高Ti与N的结合概率，增加晶格的完整性，减少薄膜缺陷的同时提高薄膜的致密性［7，12］，因此薄膜的硬度和弹性模量得到提高.此外，由于基体温度对薄膜的平均晶粒尺寸影响不显著（如图5所示），因此晶粒尺寸对薄膜硬度和弹性模量的影响不明显.塑性变形引起材料中的应力释放，应力释放越容易，材料的本征塑性就越大［14］.本文用抗塑性变形能力参数H3／E＊2（H为涂层硬度，E＊＝E／（1-ν2），E为弹性模量，ν为泊松比）来表征涂层的韧性［15-16］.图7为不同基体温度下TiN薄膜的H3／E＊2曲线，由图可知，基体温度由室温增加到450℃时，薄膜的H3／E＊2值分别为0.105 6、0.126 5、0.144 3和0.174 4GPa，表明薄膜的韧性随着基体温度的增加而上升.基体温度升高能够使组织结构致密，能够阻止载荷压入过程中微裂纹的传播和增殖，使薄膜韧性增加［17］.（1）TiN薄膜为柱状结构，表面平整、致密；室温时薄膜厚度仅为0.63μm，加温到150℃后膜厚增加到1μm左右，但继续加温对膜厚影响不明显；平均晶粒尺寸随着基体温度的增加略有上升趋势.（2）薄膜为面心立方结构（fcc）δ-TiN并存在择优取向，室温和150℃时薄膜择优取向为（111）晶面，300和450℃时择优取向为（200）晶面.（3）薄膜的硬度、模量和韧性均随基体温度的增加而增加，在450℃时，其最大值分别为25.4、289.4和0.1744GPa.【相关文献】［1］Bonse J，Rudolph P，Kruger J，et al.Femtosecond pulse laser processing of TiN on silicon［J］.Applied Surface Science，2000，154／155：659-663.［2］Su C Y，Pan C T，Liou T P，et al.Investigation of the microstructure and characterizations of TiN／CrN nanomultilayer deposited by unbalanced magnetron sputter 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基片温度对磁控溅射HfO2薄膜结构和性能影响分析
基片温度对磁控溅射HfO2薄膜结构和性能影响分析惠迎雪;刘政;王钊;刘卫国;徐均琪【摘要】HfO2 thin films were deposited on single crystalline silicon substrate by using magnetron sputtering in totally reactive oxygen plasma.Effect of substrate temperatures on the structure and properties of HfO2 films were investigated.Phase structure, component and surface topography were characterized by using the X-ray diffraction analysis (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy (AFM), respectively.The mechanical properties of the films were measured by using the nano-indentation.It is indicated that the (111)-oriented HfO2 films could be obtained and the structure of the as-deposited films was not changed as the increase of the substrate temperature.The stoichiometric ratio, surface topography and nano-mechanical properties of the as-deposited films were dependent on the substrate temperature.The stoichiometric ratio would be deteriorated with the substrate temperature increasing, which was attributed to the diffusion of silico n.The best substrate temperature was found to be 200 ℃.The atom ratio of O/Hf for the as-deposited films could arrive to be 1.99.In addition, the lowest value of root-mean-square(RMS) roughness and the maximum value of hardness and elastic modulus were obtained.%在纯氧条件下,采用直流磁控溅射技术在单晶硅基片上沉积氧化铪(HfO2)薄膜,并研究了沉积过程中基片温度对薄膜结构和性能的影响规律.利用X射线衍射仪(XRD)和X射线能谱(XPS)表征了薄膜的晶体结构和组分,利用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面形貌,利用纳米力学测试系统表征了薄膜的纳米硬度和弹性模量.结果表明:磁控溅射制备的HfO2薄膜样品呈(111)择优生长,其晶粒尺寸随着基片温度的升高而增大,但其晶型并不发生转变.随着基片温度的增加,基片中的硅元素向薄膜内扩散,影响了薄膜的化学计量比.沉积薄膜的表面形貌和力学性能亦受到其结构和组分变化的影响.在200 ℃条件下制备的HfO2薄膜纯度高,O、Hf元素化学计量达到了1.99,其表面质量和力学性能均达到了最佳值,随着基片温度升高至300 ℃以上,薄膜纯度下降,表面质量和力学性能均产生劣化.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2016(037)006【总页数】8页(P872-879)【关键词】HfO2薄膜;磁控溅射;晶体结构;组分;纳米力学性能【作者】惠迎雪;刘政;王钊;刘卫国;徐均琪【作者单位】西安工业大学光电工程学院,陕西西安710021;中科院西安光学精密机械研究所,陕西西安 710119;飞秒光电科技(西安)有限公司,陕西西安 710119;西安工业大学光电工程学院,陕西西安710021;西安工业大学光电工程学院,陕西西安710021;西安工业大学光电工程学院,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】TN3058;O484.1氧化铪(HfO2)薄膜作为常见的高折射率材料，具有宽光谱透过性(0.22 μm～12 μm)，宽光学带隙和高硬度，经常将其与低折射率材料SiO2组合制备各种光学膜系[1-2]。
磁控溅射AZO工艺中沉积温度的研究
磁控溅射AZO工艺中沉积温度的研究
邵世强;李晓东
【期刊名称】《玻璃》
【年(卷),期】2015(42)11
【摘要】在采用磁控溅射制备AZO薄膜的过程中,AZO薄膜的光电性能取决于镀膜过程中的各种工艺参数,包括:溅射气压、沉积温度、溅射功率、靶基距等.本文主要研究在固定其它工艺参数不变的情况下,通过改变玻璃基板沉积温度在200 ℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃的情况下分别制备AZO薄膜,通过分析研究玻璃基板沉积温度变化对制备AZO薄膜光电性能及结构的影响,筛选出制备高质量AZO膜的最佳沉积温度.
【总页数】4页(P32-35)
【作者】邵世强;李晓东
【作者单位】信义光伏产业(安徽)控股有限公司芜湖市241009;信义光伏产业(安徽)控股有限公司芜湖市241009
【正文语种】中文
【中图分类】TQ171
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3.磁控溅射制备AZO/Ag/AZO透明导电膜的性能研究 [J], 贾芳;乔学亮;陈建国;李世涛;王国锋
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
基片温度对磁控溅射沉积二氧化硅的影响
本文详细地研究了基片温度对磁控溅射沉积二氧化硅的影响,随着基片
温度的增加,溅射沉积速率下降明显,薄膜的折射率也出现上升趋势,薄膜也由低温时的疏松粗糙发展为致密光滑。
250℃时的溅射沉积速率仅为室温时的1/3,由此, 针对间歇式在大面积玻璃上沉积二氧化硅薄膜,我们采取了沉积完
本课题组在开发一
1、实验样品由国产JGP450 型磁控溅射系统制备，溅射时采用射频电源，通过Si 靶与O2 反应溅射制备二氧化硅薄膜。
基片为单面抛光的单晶硅片，在溅射之前经过乙醇超声清洗30 min。
Ar 和O2 的流量一直保持为60 sccm 和20 sccm。
待本底真空达到8 乘以10- 4 Pa 后，通入Ar,调节起辉压强0.3 Pa,待基片温度稳定后，起辉预溅射10 min，功率为100 W，通入O2,开始二氧化硅薄膜的溅射。
薄膜的厚度和折射率n 通过Filmetrics 公司的F20- UV 测量，溅射速率则由薄膜的厚度和沉积时间的比值计算得到，并通过Hitachi S- 4800 来观察薄膜的表面情况。
2、结果与讨论如表1 所示，对于不同的基片温度，均为100 W 的溅射功率，为了适应F20- UV 的测量范围，减少测量误差，在样品的制备过程中采用不同的沉积时间，随着基片温度的增加，样品的沉积时间也相应增加。
二氧化硅薄膜的折射率随着基片温度的增加出现线性增加的趋势。
室温
下沉积的薄膜的折射率为1.4628，当温度上升到250℃时，折射率达到1.669。
出现上面所述的情况，主要是因为基片温度的增加，基片表面的二氧化
硅分子的能量也增加，在基片表面的迁移能力增加，相对低温时薄膜会变得更。