磁控濺射制備Al膜和Cu膜的結構與性能研究.pdf

1、在直接驅動慣性約束聚變(ICF)實驗中，Al膜和Cu膜是常用的薄膜靶材，因此，制備高質量的Al膜和Cu膜，研究Al膜的結構與物理性能成為其薄膜靶的重要研究內容；基于強輻射源靶對特殊微結構靶的需求，進行了擇優(yōu)取向Cu薄膜的制備與結構的研究工作。近幾年系統(tǒng)研究純Al薄膜和和純Cu薄膜的報道較少。 本論文利用磁控濺射研究了濺射功率、沉積氣壓對Al薄膜的沉積速率、密度、表面粗糙度、紫外-紅外反射率、晶型結構的影響，系統(tǒng)的分析了退火溫度對

2、Al薄膜的表面光潔度、晶型結構、應力、紫外-紅外反射率、電阻率等基本性能的影響，重點研究了在超高真空環(huán)境下原位測量了Al膜的電導率隨溫度的變化，薄膜結構與退火溫度的關系，系統(tǒng)的研究了Al膜紫外一紅外反射率隨制備參數(shù)變化的關系。 實驗表明：薄膜的沉積速率隨濺射功率的增加成良好的線性關系；而隨沉積氣壓的增加成指數(shù)的減小關系。濺射功率對薄膜的密度影響不大，而薄膜密度隨沉積氣壓的增加有減小的趨勢。薄膜表面粗糙度在60W時出現(xiàn)極小值，而隨

3、沉積氣壓的增加而增加，退火溫度的對其影響較小。 在不同工藝參數(shù)下得到的鋁膜均成多晶狀態(tài)，晶體結構為面心立方。隨著退火溫度的增加薄膜內應力得到釋放，缺陷減少，晶粒逐步變大。不同襯底上比較，薄膜在石英片上結晶較好，衍射峰強度較大。退火溫度升高，薄膜的紫外-紅外反射率明顯提高。且其反射率與退火時本底真空度有較大關系。薄膜的紫外-紅外反射率在濺射功率60W時出現(xiàn)了極大值，而隨著沉積氣壓的增加逐漸下降。研究了薄膜電阻率與退火溫度的關系，在

4、室溫～幾百攝氏度范圍內，退火溫度越高，電阻率越小，在室溫～零下一百多攝氏度范圍內，電阻率基本不變。在不同襯底、功率、厚度條件下制備了Cu薄膜并對其結構、擇優(yōu)取向等方面進行了初步的研究。研究表明，在不同制備條件下均成多晶狀態(tài)，晶體結構為面心立方，晶粒大小與其應力均隨著功率的增大而增大。通過比較得出玻璃襯底上的薄膜應力較小，晶粒較大。在Si(100)與Si(111)襯底上的Cu薄膜的擇優(yōu)取向特性都不明顯，但在玻璃襯底上則有一定的擇優(yōu)取向特性