磁控濺射法鍍制Cu和ZnO薄膜的研究.pdf

1、金屬Cu薄膜有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，在集成電路和微電子等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。ZnO材料是一種寬禁帶n型半導(dǎo)體，廣泛應(yīng)用于壓電傳感器、聲表面濾波等領(lǐng)域。本文系統(tǒng)的研究了磁控濺射法鍍制金屬Cu和ZnO薄膜的性能及其與工藝參數(shù)的關(guān)系，通過分析正交實驗，得到制備金屬Cu和ZnO薄膜的最佳工藝參數(shù)，研究了金屬Cu薄膜和ZnO薄膜的各項性能。 采用磁控濺射法在玻璃襯底上制備了具有良好導(dǎo)電性能的金屬Cu薄膜。分析了工作電流和工作氣壓對薄膜

2、沉積速率影響，研究表明工作電流對薄膜的沉積速率影響較為顯著；通過正交實驗結(jié)果分析得到一組電學(xué)性能和機械性能最佳的工藝參數(shù)：氬氣氣壓10×10<'-2>pa，濺射電流3A，靶基距9cm。 采用磁控濺射法在玻璃襯底上制備了具有c軸擇優(yōu)生長的ZnO薄膜。通過x射線光電子能譜(XPS)、原子力顯微鏡(AFM)、x射線衍射分析(XRD)、四探針測試以及橢偏儀實驗分析了薄膜的晶軸特征、形貌特征、電學(xué)以及光學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)氧氣濃度和濺射電流的改變

3、均能夠顯著影響薄膜的各項性能參數(shù)。高的氧氣濃度使薄膜中間隙鋅原子減少，薄膜形貌改善，電阻率變大，折射率變大，薄膜的c軸取向受到抑制；濺射電流增大使薄膜沉積速率加快，對晶體c軸取向生長有利，同時容易產(chǎn)生由于應(yīng)力引起的晶格畸變，位錯等缺陷。綜合各項測試結(jié)果，得到了沉積ZnO薄膜較好的一組工藝參數(shù)：工作電流1.5A、氧氣濃度40％、靶基距9cm。 將離子束濺射和磁控濺射所鍍制的ZnO薄膜進行對比，發(fā)現(xiàn)離子束濺射獲得的薄膜具有更好的c軸