能量過濾磁控濺射技術過濾電極結構對薄膜性能影響的研究.pdf

1、隨著薄膜科學的發(fā)展和薄膜產業(yè)的進步，多種薄膜制備技術也取得了較快的發(fā)展。磁控濺射鍍膜技術因具有很多的優(yōu)點而被廣泛應用，例如在表面微加工，表面改性，光學薄膜，半導體薄膜，微電子和光電子技術等領域。其優(yōu)點為：薄膜致密度高與基片附著性好，均勻性好，沉積速率快，可方便地制取高熔點物質的薄膜，成膜面積大等。但它也有一些我們不可忽視的缺點，比如制備的薄膜表面粗糙，顆粒較大，均勻性欠佳，結構不夠致密等等。
　　為克服磁控濺射技術的上述缺點，我們

2、對本實驗室的CS-300磁控濺射鍍膜機進行了改進，加裝了一個網狀過濾電極，在直流磁控濺射（DMS）基礎上研發(fā)了一種改進的磁控濺射技術，稱之為“能量過濾磁控濺射”（Energy Filtering Magnetron Sputtering,EFMS）技術，并且取得了良好的技術效果。本文利用磁控濺射（DMS）和能量過濾磁控濺射（EFMS）技術制備TiO2,ITO和ZnO薄膜，研究了能量過濾磁控濺射（EFMS）技術過濾電極網孔大小對薄膜結構和

3、性能的影響，進而比較研究了傳統磁控濺射（DMS）技術和能量過濾磁控濺射（EFMS）技術所制備薄膜的結構、光學性能和均一性。本文研究工作分為四部分，主要研究內容和結論如下：
　　分別采用直流磁控濺射（DMS）和能量過濾磁控濺射（EFMS）技術制備了TiO2薄膜，利用掃描電子顯微鏡（STM），X射線衍射儀（XRD），分光光度計、橢偏儀對薄膜的形貌、結構、光學性能（透射率、折射率和消光系數）進行了表征。分析對比了直流磁控濺射（DMS）技

4、術和采用不同大小網孔過濾電極條件下能量過濾磁控濺（EFMS）技術所制備鍍膜的結晶性能、表面形貌以及光學性能。結果表明，當采用8目金屬網過濾電極時TiO2薄膜的結晶質量最好，薄膜表面顆粒細小，粗糙度低；薄膜折射率隨過濾電極網孔目數的增加而升高，消光系數降低。薄膜光學帶隙受過濾電極網孔目數的影響不大。
　　分別采用直流磁控濺射（DMS）和能量過濾磁控濺射（EFMS）技術制備了ITO薄膜，結果表明當采用4目金屬網過濾電極時ITO薄膜的結

5、晶性最好，采用8目和30目金屬網過濾電極時薄膜表面顆粒較??；30目過濾電極時薄膜透射率最高，8目和30目過濾電極時薄膜折射率和消光系數較高。
　　分別采用直流磁控濺射（DMS）和能量過濾磁控濺射（EFMS）技術制備了ZnO薄膜。結果表明，30目過濾電極時薄膜的結晶質量最好；30目和8目過濾電極時薄膜樣品顆粒細小，沒有出現明顯的團簇現象；8目過濾電極時薄膜的透射率最高；薄膜光學帶隙受過濾電極的影響不大。
　　分別采用直流磁控濺