《磁控溅射制备Al膜和Cu膜的结构与性能研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磁控溅射制备Al膜和Cu膜的结构与性能研究（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Y p j ；f 大学 硕士学位论文 超 1 7 壁墼造盟剑盘i l 竖垒! t 墅丝型生皇坠a 麴! t 作者焦量也完成一捌型? 土土旦上旦_ 培莽申位堕川盘主盐型生堕 指导教师一一生丛生垫墨一一 专业趋盈查盐婆 硼究 j - 日薹监垫型当垫盘 t m ) l I 大掌硕士学位论文 磁控溅射制备A l 膜和C u 膜的结构与性能研究 凝聚态物理专业 研究生：程丙勋导师；卢铁城 捅要 在直接驱动惯性约束聚变( I C F ) 实验中，A l 膜和c u 膜是常用的薄膜靶材， 因此，制备高质量的A l 膜和C u 膜，研究A 1 膜的结构与物理性能成为其薄膜靶 的重要研究内容；基于强辐射源靶对特
2、殊微结构靶的需求，进行了择优取向C u 薄膜的制备与结构的研究工作。近几年系统研究纯A l 薄膜和和纯C u 薄膜的报 道较少。 本论文利用磁控溅射研究了溅射功率、沉积气压对A l 薄膜的沉积速率、密 度、表面粗糙度、紫外一红外反射率、晶型结构的影响，系统的分析了退火温 度对A 1 薄膜的表面光洁度、晶型结构、应力、紫外一红外反射率、电阻率等基 本性能的影响，重点研究了在超高真空环境下原位测量了A 1 膜的电导率随温度 的变化，薄膜结构与退火温度的关系，系统的研究了m 膜紫外一红外反射率随 制备参数变化的关系。 实验表明：薄膜的沉积速率随溅射功率的增加成良好的线性关系：而随沉 积气压的增加成指
3、数的减小关系。溅射功率对薄膜的密度影响不大，而薄膜密 度随沉积气压的增加有减小的趋势。薄膜表面粗糙度在6 0 W 时出现极小值，而 随沉积气压的增加而增加，退火温度的对其影响较小。 在不同工艺参数下得到的铝膜均成多晶状态，晶体结构为面心立方。随着 退火温度的增加薄膜内应力得到释放，缺陷减少，晶粒逐步变大。不同衬底上 比较，薄膜在石英片上结晶较好，衍射峰强度较大。退火温度升高，薄膜的紫 外一红外反射率明显提高。且其反射率与退火时本底真空度有较大关系。薄膜 的紫外一红外反射率在溅射功率6 0 W 时出现了极大值，而随着沉积气压的增加 逐渐下降。研究了薄膜电阻率与退火温度的关系，在室温几百摄氏度范围
4、内， 退火温度越高，电阻率越小，在室温零下一百多摄氏度范围内，电阻率基本 l 四川大学硕士学位论文 不变。 在不同衬底、功率、厚度条件下制各了C u 薄膜并对其结构、择优取向等方 面进行了初步的研究。研究表明，在不同制备条件下均成多晶状态，晶体结构 为面心立方，晶粒大小与其应力均随着功率的增大而增大。通过比较得出玻璃 衬底上的薄膜应力较小，晶粒较大。在S i ( 1 0 0 ) 与S i ( 1 1 1 ) 衬底上的C u 薄 膜的择优取向特性都不明显，但在玻璃衬底上则有一定的择优取向特性。溅射 功率的增加导致了薄膜在( 1 1 1 ) 晶面的择优取向特性变差。随薄膜厚度的增加， 薄膜择优取向
5、特性变差。 关键词：磁控溅射A l 膜C u 膜密度沉积速率表面粗糙度反射率晶型 结构应力电阻率择优取向 四川I 大掌硕士掌位论文 A s t u d y o ft h es t r u c u t u r ea n d p r o p e r t i e so f A Ia n d C uf i l m sf a b r i c a t e db yM a g n e t r o nS p u t t e r i n g C o n d e n s e dS t a t eP h y s i c s P o s t g r a d u a t e ：C h e n gB i n g x u
6、n S u p e r v i s o r ：L uT i e c h e n g ， I nI C Fe x p e r i m e n t s ，t h em e t a lf i l lt a r g e ti so n ei m p o r t a n tt a r g e t A n dt h eA Ia n d C uf i l m sa r ev e r yi m p o r t a n tf i l m si nI C FE x p e r i m e n t S o ，w em u s t a p p r o a c hp h y s i c a l p r o p e r
7、t yo fA Ia n dC uf i l m s N e e dw i t l lm i c r o s t r u c t u r et a r g e tf o rS t r o n gr a d i a t i o n S O U r C e t a r g e t , s t r u c t u r e i sr e s e a r c h e do ft h e p r e f e r r e d o r i e n t a t i o nC Uf i l m s S y s t e m a t i c a l ys t u d yo f t h ep u r eA I a n
8、dC uf i l m si sl i t t l er e p o r t e d T h ei n f l u e n c eo ft h ed i f f e r e n tp o w e ra n dd e p o s i t i o np r e s s u r eo nt h ed e p o s i t i o n r a t e ，d e n s i t y , s u r f a c er o u g h n e s s ，u l t r a v i o l e t - i n f r a r e dr e f l e c t a n c er a t i oa n dc r
9、 y s t a l s t r u c t u r eo f A lf i l m sh a ss t u d i e db yt h em a g n e t r o ns p u t t e r i n gt e c h n o l o g yi nt h i sp a p e r A tt h es a m et i m e ，w ea n a l y z e dt h ei n f l u e n c e so ft h ed i f f e r e n ta n n e a l i n gt e m p e r a t u r e o nt h eb a s i cp e r f
10、o r m a n c eo f A 1f i l m ，s u c ha s ，s u r f a c es m o o t h n e s s ，c r y s t a ls t r u c t u r e ， s t r e s s ，u l t r a v i o l e t - i n f r a r e dr e f l e c t a n c er a t i oa n dr e s i s t i v i t y I na d d i t i o n , C uf i l m sw e r e p r e p a r e di nt h e d i f f e r e n ts
11、 u b s t r a t e ，p o w e r , t h i c k n e s sc o n d i t i o nb yt h em a g n e t r o n s p u t t e r i n ga n di t ss t r u c t u r ea n dp r e f e r r e do r i e n t a t i o nw e r ee x p l o r e d E x p e r i m e n ti n d i c a t e dt h a tt h eb i g g e rs p u t t e r i n gp o w e ri s ，t h ef
12、 a s t e rd e p o s i t i o n r a t eo ff i l m si S t h e i rr e l a t i o nc u r i ei sl i n e a r , w h e r e a s , i t s d e p o s i t i o n r a t e e x p o n e n t i a l l yr e d u c e d w i t hd e p o s i t i o np r e s s u r ee n h a n c e m e n t T h ei n f l u e n c eo f s p u t t e r i n g
13、p o w e ro nd e n s i t yo ff i l m si sl i t t l e ，b u td e n s i t yv a l u eo ff i l l si sg r a d u a l l y l e s sw i t hd e p o s i t i o np r e s s u r ee n h a n c e m e n t T h el e a s ts n r f a c er o u g h n e s sv a l u eo ff i l m i so b t a i n e da tt h e6 0 W ：i t sv a l u ei si n
14、 c r e a s e d 、“t l ld e p o s i t i o np r e s s u r ee n h a n c e m e n t T I I 四川大学硕士学位论文 T h ep r o c e s sc o n d i t i o na n n e a l i n gt e m p e r a t u r eh a sl i R l ea f f e c t e ds u r f a c er o u g h n e s s v a l u eo f f i l m n eA la n dC uf i l m so b t a i n e di nd i f f e
15、r e n tp r o c e s sp a r a m e t e rc o n d i t i o na r e p o l y c r y s t a la n dt h e i rs t r u c t u r ei s f a c e c e n t r e dc u b i c I n t e r n a ls t r e s so ft h ef i l m si s r e l e a s e dl i t t l eb yl i R l e ，d e f e c tg r a d u a l l yr e d u c e d ，c r y s t a lg r a i ng
16、 r o w t h 、v i t l la n n e a l i n g t e m p e r a t u r ei n c r e a s i n g B yd i f f e r e n ts u b s t r a t ec o m p a r i n g ，t h ef i l mc r y s t a l l i z a t i o ni s b e t t e ra n di t sd i f f r a c t i o np e a ki n t e n s i t yi s s t r o n g e r o nt h e q u a r t z s u b s t r a t e U l t r a v i o l e t - i n f r a r e dr e f l e c t a n c er a t i oo ft h ef i l m sh a so b v i o u s l yh e i g h e n e dw i t I l a n n e a l i n gt e
