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氧分压对直流磁控溅射氧化钨薄膜结构和组成的影响

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沉 积 法 和电沉 积 法 等 ， 其 中磁 控 溅 射 法 具 有 成 膜 速度快、 均 匀性 好 、 与 基底 的结 合力 和 强度好 以及
体 的中央 ． 它 的每 一 个 结 构 相 变都 不 是 结 构 的重
新 构建 ， 而 是在 原 来 的 钨 一 氧八 面体 的基 础 上 所
进 行 的某 种程 度 的调 整 与扭 曲． 氧 八 面体 的畸 变 （ 扭曲、 倾斜 等 ） 与 钨 原 子 从八 面体 中心 向八 面 体
氧分压 的增加逐渐变浅 ， 当氧分压达 到 ０ ． ２ Ｐ ａ以上 时 ， 薄 膜 呈 现 完 全 透 明．
关
键
词 ：氧 化钨 薄膜 ； 磁控溅 射；氧分压 ；结构 ；组成
文 献 标 志 码 ：Ａ
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｂ ３ ８ １
氧 化钨 （ Ｗ０。 ） 薄 膜 是 一 种 过 渡 金 属 氧 化 物 薄膜 ， 由于 它有 多相 过 渡并 呈现 铁 电性 ， 所 以具有 许 多特 殊 的物 理 性 质 ． 它 是 一 种 Ｎ 型半 导 体 ， 其 禁带 宽 度为 ３ ． ３ ｅ Ｖ． 氧 化 钨 薄膜 除 了具 有 良好 的 电致 变 色性 能 ＿ １ ］ ， 还 具有 许 多其他 优 异 的性 能 ， 如 光致 变 色性 能 ］ 、 气致 变 色性 能［ ３ 以及 催 化 降解
谱（ ＵＶ － Ｖｌ ｓ ） 等手段表征 了氧化钨薄膜 的 晶体结构 、 表 面形貌 、 化 学组成 以及透 射率． 结果 表 明 ： 沉 积所 得氧
化 钨薄膜均为无定形结构 ， 经４ ０ ０℃热处理后转 变为单斜 晶体 结构 ； 薄膜表 面形貌受 氧分压 和热处理影 响较
大； 沉积所得氧化钨 薄膜的化学分子式应 为 ＷＯ 。 形式， 热处理使得 薄膜的成分趋 近于 ＷＯ。 ； 薄膜颜 色随着
棱 边 的位移 是所 有 相 变 的根 源 ． 磁 控 溅 射 成 膜 过 程 中的关键 制备 条 件氧分 压 会严 重影 响氧 化钨 的 化 学计 量 比和相 结 构． 当氧分 压过 低 时 ， 沉 积 的氧 化 钨薄 膜 大大偏 离 标 准 化 学 计 量 比 ， 薄 膜 呈 现 深 蓝 色． 当分 压过 高 时 ， 又 会 引起 钨 靶 中毒 ， 使 得 溅
适 合 大 面积生 产 等 优 点 ， 可 通 过 控 制 气 氛 压 力 和
温 度 制得 高性 能 氧 化 钨 薄膜 ， 成 为 最 常 用 的 制 备 氧 化 钨薄膜 的方法 ． 通 常采 用金 属 钨作 为靶 材 ， 在
氩 气一 氧 气 的混 合气 氛下 ， 反 应溅 射沉 积 氧化 钨 薄 膜Ⅲ ５ ； 也 可采 用 双靶 溅射 方 法 ， 匀 速 转动 基底 并 调
节 氩气 和 氧气 的 比例及 流速 ， 获 得 更 均 匀 的 氧化
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４—１ ２ —０ ５
基 金 项 目 ：国 家 自然 科 学 基 金 青 年基 金 资 助 项 目（ ５ １ ３ ０ ２ １ ７ ５ ） ；辽 宁 省 优 秀 人 才 支持 计 划 资 助 项 目 （ Ｌ Ｊ Ｑ２ ０ １ ４ １ ３ ２ ） ． 作 者 简 介 ：王美 涵 （ １ ９ ７ ７ 一 ） ， 女， 辽 宁沈 阳人 ， 沈 阳大学副教 授 ， 博 士 后 研 究 人 员 ；侯 朝 霞 （ １ ９ ７ １ 一 ） ， 女， 吉林 省 吉 林 市人 ， 沈 阳 大学 教 授 ， 博士 ．
钨 的相结 构 复杂 ， 包 括 单斜 、 三斜 、 四方 、 六方 和正 交等 ． 氧化 钨 的 晶体 结 构为 畸变 的钙 钛矿 结构 ， 氧
原子 构成 正八 面 体 ， 一 个 钨 原 子位 于这 个 正 八 面
法 有 蒸发 法 、 磁控 溅射 法 、 溶胶 一 凝胶 法 、 脉 冲激 光
第２ ７ 卷 第２ 期
２ ０ １ ５年 ４月
Ｖｏ １ ． ２ ７ ， Ｎｏ ． ２
Ａｐｒ ．２ ０ １ ５
文 章 编 号 ：２ ０ ９ ５ — ５ ４ ５ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ — ０ ０ ９ ３ — ０ ５
氧 分 压 对 直 流 磁 控 溅 射 氧 化 钨 薄 膜 结 构 和 组 成 的 影 响
王 关 涵 ，温 佳 星 ，龙 海 波 ，侯 朝 霞
（ 沈阳大学 机械 工程学院 ，辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ４ ４ ） 摘 要 ：采用直流反应磁 控溅 射 ， 在不 同氧分 压条件下制备 了氧化钨 薄膜 ， 并对薄膜进行 了热 处理 ． 通过
ｘ射线衍射 （ Ｘ Ｒ Ｄ） 、 场发射扫描 电子显微镜 （ Ｆ Ｅ Ｓ Ｅ Ｍ） 、 能谱 （ Ｅ Ｄ Ｓ ） 、 ｘ射线光 电子能谱 （ ＸＰ Ｓ ） 和紫外一 可见光
钨 薄膜 ［ ６ ； 或 以 氧化 钨 为 靶材 ， 在 室温 氩 氧 混合
气 氛下 ， 采用 射频 溅 射得 到氧 化钨 薄膜 ［ 引 ． 虽 然有
关磁 控溅 射 制 备 氧 化 钨 薄 膜 的研 究 已经 十 分 广 泛， 但 是该 薄 膜 的性 能 相 比真 正 的产 业 化要 求 还 有相 当的距 离 ， 对 氧化 钨 薄 膜 的研 究 工 作仍 需 进
中氧 的含 量并 不满 足严 格 的化 学计量 比并 且 氧化
传感器 、 光催化治污等领域具有广泛的应用前景．
氧化 钨 薄膜 可 以采用 多 种不 同 的方法 和 工艺 制备 ， 所 制备 的 薄膜在 晶型 、 结 构 等方 面有 较 大 的
差异 ， 进 而对 其性 能产 生 较大 影 响． 目前常 用 的方
一
步加深 加 强 ， 尤 其 是 关 键 制 备 条 件 和 热处 理 工
有机 物 Ｉ ４ ］ 等， 上 述性 能使 得 氧 化 钨 薄 膜 在 光 信 息
存储 、 智能窗、 大 面积 电子 公 告牌 、 防 眩反 光 、 气体
艺对 氧 化 物 ， 通 常 氧 化 钨

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氧分压对磁控溅射BST薄膜及其介电性能的影响

氧分压对磁控溅射BST薄膜及其介电性能的影响

氧分压对磁控溅射BST薄膜及其介电性能的影响唐逸;杨春生;张丛春【期刊名称】《上海交通大学学报》【年(卷),期】2006(40)1【摘要】为了应用平板式射频磁控溅射设备制备出良好介电性能的钛酸锶钡(BST)纳米薄膜,研究了溅射过程中不同氧分压(pO2)对沉积薄膜的化学成分、结晶性、表面形貌、电学性能的影响.实验结果表明:纯氩无氧气氛沉积的BST纳米薄膜化学成分符合化学计量比,经750℃、30 min氧气保护热处理后,呈现出BST材料固有的钙钛矿相,有较高的介电常数(rε=700)和较低的漏电流密度(1.9μA/cm2);氧氩混合气氛沉积的BST纳米薄膜,由于氧负离子反溅射作用,使薄膜的化学成分偏离化学计量比,经相同热处理后,不能形成相应的晶体结构,导致薄膜的rε下降、漏电流密度提高,介电性能变坏;pO2的变化对沉积薄膜的化学成分影响不大.【总页数】4页(P108-111)【关键词】钛酸锶钡;射频磁控溅射;氧分压;X射线衍射;介电性能【作者】唐逸;杨春生;张丛春【作者单位】上海交通大学微纳科学技术研究院微米/纳米加工技术国家重点实验室薄膜与微细技术教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TN304.055【相关文献】1.Zn掺杂对BST薄膜介电调谐性能的影响 [J], 陈章红;印志强;赵兴中2.Co掺杂对BST薄膜介电性能的影响 [J], 高丽娜;杨晓静;张良莹;姚熹3.浓度对Sol-Gel法制备BST薄膜结晶及介电性能的影响 [J], 刘敬;周宗辉4.RuO2/Pt复合电极对BST梯度薄膜介电性能的影响 [J], 项超;王今朝5.Y掺杂浓度梯度对BST薄膜结构及介电性能的影响 [J], 张宝;廖家轩;王滨;徐从玉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

磁控溅射镀膜工艺参数对薄膜性能影响

磁控溅射镀膜工艺参数对薄膜性能影响

磁控溅射镀膜工艺参数对薄膜性能影响一、磁控溅射镀膜技术概述磁控溅射技术，作为一种先进的物理气相沉积技术，广泛应用于薄膜制备领域。

该技术通过在高真空环境中，利用磁场和电场的共同作用，使得靶材表面产生等离子体，靶材原子或分子被激发并溅射出来，随后沉积在基底上形成薄膜。

磁控溅射技术因其高沉积速率、良好的膜厚均匀性、较低的沉积温度以及能够制备高纯度薄膜等优点，被广泛用于制备各种高性能薄膜材料。

1.1 磁控溅射技术的原理磁控溅射技术的核心原理是利用磁场对等离子体中的电子进行约束，形成所谓的“磁镜效应”，使得电子在靶材表面附近形成高密度区域，从而提高溅射效率。

在溅射过程中，靶材原子或分子被等离子体中的离子撞击而逸出，并在电场的作用下飞向基底，沉积形成薄膜。

1.2 磁控溅射技术的应用磁控溅射技术在多个领域有着广泛的应用，包括但不限于：- 光学薄膜：用于制射镜、增透膜、滤光片等。

- 电子器件：用于制备半导体器件中的绝缘层、导电层等。

- 装饰镀膜：用于制备各种装饰性金属膜。

- 耐磨镀膜：用于提高材料表面的硬度和耐磨性。

二、磁控溅射镀膜工艺参数磁控溅射镀膜工艺参数对薄膜的性能有着决定性的影响。

这些参数包括溅射功率、溅射气压、溅射气体种类、溅射时间、基底温度等。

通过精确控制这些参数，可以优化薄膜的物理、化学和机械性能。

2.1 溅射功率对薄膜性能的影响溅射功率是影响薄膜性能的关键因素之一。

溅射功率越高，靶材表面的等离子体密度越大，溅射速率也越高。

然而，过高的溅射功率可能导致薄膜内部产生较多的缺陷，如气泡、晶格畸变等，从而影响薄膜的性能。

因此，选择合适的溅射功率对于获得高质量的薄膜至关重要。

2.2 溅射气压对薄膜性能的影响溅射气压同样对薄膜性能有着显著的影响。

较低的溅射气压有利于提高薄膜的致密性，减少薄膜内部的孔隙率，但过低的气压可能导致薄膜生长过程中的原子迁移率降低，影响薄膜的均匀性。

相反，较高的溅射气压可以增加薄膜的沉积速率，但可能会降低薄膜的致密性。

氧气流量对磁控溅射AZO薄膜光电性能的影响

氧气流量对磁控溅射AZO薄膜光电性能的影响

氧气流量对磁控溅射AZO薄膜光电性能的影响丁宇;蒋百灵;田亚萍;马二云;张晓静;曹智睿;赵志明【摘要】AZO films are deposited onto the glass substrates by DC magnetron sputtering method. The influences of oxygen flow on optoelectronic properties and microstructure of AZO are studied . The results show that oxygen flux can dramatically affect the optoelectronic properties and crystalline status of AZO films. The films have excellent transmittance but poor electronic conductivity at an oxygen flux higher than 0.08 x 10 -6 mVs. While the oxygen flux is lower than 0. 04 x 10 -6 mVs, the films deposited exhibit metallic characteristic ( conductive but not transparent). Accordingly, only in a narrow range of oxygen flux AZO films with both high transmittance and low resistivity can be obtained or prepared. The film prepared at 0.06 x 10 -6 mVs oxygen flux has a low resistivity of 2. 39 x 10 -3 Ω · Cm, and a transmittance of above 90% in the visible range.%采用直流反应磁控溅射方法在载玻片基体上制备AZO薄膜,研究氧气流量对所制备AZO薄膜光电性能及微观结构的影响.结果表明,氧气流量显著影响AZO薄膜的光电性能和结晶状况,当氧气流量高于0.08×10-6 m3/s时所制备的薄膜可见光透过率高但薄膜不导电;当氧气流量低于0.04×10-6 m3/s时沉积的薄膜呈现出金属性特征,薄膜导电不透明;只有在一个较窄的氧气流量范围内才能制备出光电性能均优的AZO薄膜.当氧气流量为0.06×10-6 m3/s时沉积的AZO 薄膜具有较低的电阻率,为2.39×10-3Ω·cm,且薄膜在可见光区薄膜的平均透过率在90％以上.【期刊名称】《西安理工大学学报》【年(卷),期】2011(027)003【总页数】5页(P306-310)【关键词】AZO薄膜;直流反应磁控溅射;氧气流量;光电性能【作者】丁宇;蒋百灵;田亚萍;马二云;张晓静;曹智睿;赵志明【作者单位】西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安 710048【正文语种】中文【中图分类】O484.1自然界中透明的物质往往不导电，如玻璃、水晶等，导电的或者说导电性好的物质又往往不透明，如金属材料、石墨等。

北京航空航天大学-氧分压对IWO薄膜表面形貌及光电性能的影响

北京航空航天大学-氧分压对IWO薄膜表面形貌及光电性能的影响

氧分压对IWO薄膜表面形貌及光电性能的影响张远鹏（北京航空航天大学物理科学与核能工程学院，北京100191，中国）指导教师：王文文摘要：掺钨氧化铟（In2O3:W, IWO）薄膜是一种新型的透明导电氧化物（TCO）薄膜，其中W与In之间存在着较高的价态差，使得IWO薄膜与其他TCO薄膜相比，在相同的电阻率条件下具有载流子浓度低、迁移率高和近红外区透射率高的特点。

本文利用直流反应磁控溅射法制备了IWO薄膜，利用扫描电子显微镜、Hall效应及分光光度计表征了薄膜的表面形貌及光电性能。

在氧分压为2.4×10- 1Pa的条件下，实验中制备的IWO薄膜最佳电阻率为6.3 10-4Ω·cm,最高载流子迁移率为34 cm2V-1s-1 ,载流子浓度达到2.9×1020 cm-3, 可见光平均透射率约为85%，近红外平均透射率大于80%。

关键词：In2O3:W薄膜；直流磁控溅射；氧分压；表面形貌；光电性能1 薄膜制备及性能测试透明导电氧化物薄膜的制备方法有多种,如磁控溅射、脉冲激光沉积( PLD)、喷涂热分解、溶胶-凝胶( SOL-GEL)法等[1]，本文采用的直流磁控溅射法，是磁控溅射法中的一种，与其他方法相比，直流磁控溅射法具有成膜速率大、可控性强、可大面积制备等优点[2]，在试验研究以及工业生产当中得到了广泛的应用。

影响薄膜光电性能的因素有很多，本文主要讨论氧分压对IWO薄膜性能的影响，研究过程中选择的实验条件为：溅射功率42W，溅射时间10MIN，掺钨量6.4 %（WT%），衬底温度275℃，溅射气压1.0PA，以上溅射参数保持不变的条件下，1-4号样品的氧分压分别为8×10- 2 PA、1.6×10- 1 PA、2.4×10- 1 PA、3.2×10- 1 PA。

利用X射线衍射法（XRD）表征了薄膜的晶体结构和结晶性能，利用扫描电子显微镜（SEM）表征薄膜表面形貌，利用台阶仪测量薄膜厚度，利用霍尔效应测量薄膜电阻率、迁移率等电学性能，使用分光光度计测定了薄膜在紫外、可见和近红外光区的透过率。