磁控濺射法硅鉬薄膜制備研究.pdf

1、磁控濺射技術(shù)因其具有較高的沉積率速率和成膜質(zhì)量而成為薄膜制備的重要手段之一,被廣泛應(yīng)用于集成電路制造、特殊功能材料涂層及材料改性等諸多領(lǐng)域。
　　 本文采用磁控濺射技術(shù)在單晶Si(100)基體上制備了硅鉬薄膜,通過掃描電子顯微鏡(SEM)研究了鍍膜工藝參數(shù)對(duì)薄膜組織形貌的影響；運(yùn)用原子力顯微鏡(AFM)、光學(xué)輪廓儀和劃痕儀等分析手段對(duì)薄膜的形貌及粗糙度、厚度和膜／基結(jié)合力進(jìn)行了表征和測(cè)量；對(duì)在優(yōu)化工藝條件下沉積的薄膜進(jìn)行700℃

2、、800℃和900℃的1h真空退火處理以及短時(shí)高溫氧化試驗(yàn)(分別為750℃、850℃和950℃),借助SEM和X射線衍射(XRD)分析了退火后薄膜的形貌和結(jié)構(gòu),探討了薄膜在不同溫度和不同時(shí)間下的抗氧化性能。
　　 表面形貌觀察表明,采用磁控濺射法在濺射功率為200W、工作氣壓為2Pa、沉積時(shí)間為2h的條件下制備的薄膜成膜質(zhì)量較好,表面平整,致密度較高,附著性能良好。在優(yōu)化工藝條件下獲得的薄膜以島狀模式生長(zhǎng),其厚度約為1.28μm

3、,表面粗糙度Ra=12.93nm,膜／基結(jié)合力為22N左右。
　　 結(jié)構(gòu)分析顯示,濺射態(tài)制備的硅鉬薄膜為非晶態(tài),高溫真空退火使薄膜由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)；且隨著退火溫度的升高,晶化程度提高；薄膜中Mo5Si3相逐漸減少,而MoSi2相增多。
　　 對(duì)真空退火處理過的薄膜試樣進(jìn)行高溫短時(shí)氧化試驗(yàn),分析結(jié)果表明,當(dāng)氧化時(shí)間相同時(shí),隨著氧化溫度的升高,薄膜抗氧化性能有所提高；當(dāng)在同一溫度下氧化時(shí),隨著時(shí)間的延長(zhǎng),薄膜的抗氧化性能也