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1、隨著薄膜科學(xué)的發(fā)展和薄膜產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步,多種薄膜制備技術(shù)也取得了較快的發(fā)展。磁控濺射鍍膜技術(shù)因具有很多的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,例如在表面微加工,表面改性,光學(xué)薄膜,半導(dǎo)體薄膜,微電子和光電子技術(shù)等領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)物質(zhì)的薄膜,成膜面積大等。但它也有一些我們不可忽視的缺點(diǎn),比如制備的薄膜表面粗糙,顆粒較大,均勻性欠佳,結(jié)構(gòu)不夠致密等等。
為克服磁控濺射技術(shù)的上述缺點(diǎn),我們
2、對(duì)本實(shí)驗(yàn)室的CS-300磁控濺射鍍膜機(jī)進(jìn)行了改進(jìn),加裝了一個(gè)網(wǎng)狀過(guò)濾電極,在直流磁控濺射(DMS)基礎(chǔ)上研發(fā)了一種改進(jìn)的磁控濺射技術(shù),稱之為“能量過(guò)濾磁控濺射”(Energy Filtering Magnetron Sputtering,EFMS)技術(shù),并且取得了良好的技術(shù)效果。本文利用磁控濺射(DMS)和能量過(guò)濾磁控濺射(EFMS)技術(shù)制備TiO2,ITO和ZnO薄膜,研究了能量過(guò)濾磁控濺射(EFMS)技術(shù)過(guò)濾電極網(wǎng)孔大小對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)和
3、性能的影響,進(jìn)而比較研究了傳統(tǒng)磁控濺射(DMS)技術(shù)和能量過(guò)濾磁控濺射(EFMS)技術(shù)所制備薄膜的結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能和均一性。本文研究工作分為四部分,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
分別采用直流磁控濺射(DMS)和能量過(guò)濾磁控濺射(EFMS)技術(shù)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(jì)、橢偏儀對(duì)薄膜的形貌、結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能(透射率、折射率和消光系數(shù))進(jìn)行了表征。分析對(duì)比了直流磁控濺射(DMS)技
4、術(shù)和采用不同大小網(wǎng)孔過(guò)濾電極條件下能量過(guò)濾磁控濺(EFMS)技術(shù)所制備鍍膜的結(jié)晶性能、表面形貌以及光學(xué)性能。結(jié)果表明,當(dāng)采用8目金屬網(wǎng)過(guò)濾電極時(shí)TiO2薄膜的結(jié)晶質(zhì)量最好,薄膜表面顆粒細(xì)小,粗糙度低;薄膜折射率隨過(guò)濾電極網(wǎng)孔目數(shù)的增加而升高,消光系數(shù)降低。薄膜光學(xué)帶隙受過(guò)濾電極網(wǎng)孔目數(shù)的影響不大。
分別采用直流磁控濺射(DMS)和能量過(guò)濾磁控濺射(EFMS)技術(shù)制備了ITO薄膜,結(jié)果表明當(dāng)采用4目金屬網(wǎng)過(guò)濾電極時(shí)ITO薄膜的結(jié)
5、晶性最好,采用8目和30目金屬網(wǎng)過(guò)濾電極時(shí)薄膜表面顆粒較?。?0目過(guò)濾電極時(shí)薄膜透射率最高,8目和30目過(guò)濾電極時(shí)薄膜折射率和消光系數(shù)較高。
分別采用直流磁控濺射(DMS)和能量過(guò)濾磁控濺射(EFMS)技術(shù)制備了ZnO薄膜。結(jié)果表明,30目過(guò)濾電極時(shí)薄膜的結(jié)晶質(zhì)量最好;30目和8目過(guò)濾電極時(shí)薄膜樣品顆粒細(xì)小,沒(méi)有出現(xiàn)明顯的團(tuán)簇現(xiàn)象;8目過(guò)濾電極時(shí)薄膜的透射率最高;薄膜光學(xué)帶隙受過(guò)濾電極的影響不大。
分別采用直流磁控濺
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