硅基導(dǎo)電薄膜制備過程的光譜診斷.pdf

1、磁控濺射是一種被廣泛用于各種薄膜制備的物理氣相沉積技術(shù)，它主要涉及粒子的碰撞、分解、激發(fā)、電離及其在電磁場中非線性輸運(yùn)等復(fù)雜過程，以及輸運(yùn)到襯底的成膜粒子在襯底上的成核、擴(kuò)散、生長等非平衡過程。
　　本實(shí)驗(yàn)采用朗謬爾雙探針和光發(fā)射譜診斷方法，研究在硅基上生長導(dǎo)電薄膜過程中，各種參數(shù)與等離子體環(huán)境變化的關(guān)系，其主要結(jié)果包括：（1）通過雙探針的測量，得到了基片附近的電子溫度在2~3eV左右，等離子體平均電子密度的數(shù)量級(jí)為1011cm-

2、3，當(dāng)氣壓在范圍8~10Pa變化時(shí)，電子密度發(fā)生突變。（2）利用光發(fā)射譜的方法對(duì)單質(zhì)銅薄膜生長進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)功率為80W時(shí)，氣壓低于5Pa適合生長多晶和非晶薄膜；氣壓大于10Pa適合生長晶態(tài)薄膜，并能保證所制備薄膜的重復(fù)性。光譜空間分辨的結(jié)果表明：當(dāng)射頻功率在60W~90W范圍內(nèi)基片上方的鞘層厚度呈非線性變化，低于50W時(shí)鞘層厚度為5~7mm；由譜線計(jì)算得到的電子激發(fā)溫度為0.2~0.6eV。（3）對(duì)Ti-Al薄膜生長過程進(jìn)行診斷的結(jié)果

3、發(fā)現(xiàn)：在功率為80W氣壓低于6Pa時(shí)適合生長多晶和非晶薄膜；氣壓大于10Pa時(shí)，氣壓的變化基本不影響Ti-Al薄膜的組分比例。（4）在射頻放電制備LaNiO3（LNO）薄膜的過程中，60W時(shí)應(yīng)控制氣壓小于6Pa；功率大于70W時(shí)，激發(fā)態(tài)鎳原子的組分基本保持不變；功率50W~60W時(shí)，氣壓4~6Pa范圍內(nèi)的激發(fā)態(tài)氧離子的組分基本保持不變。（5）直流放電制備LNO薄膜時(shí)，功率恒定而氣壓大于10Pa的條件下，激發(fā)態(tài)鎳原子的組分基本不隨氣壓的增