【摘 要】
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磁控溅射技术因其具有较高的沉积率速率和成膜质量而成为薄膜制备的重要手段之一,被广泛应用于集成电路制造、特殊功能材料涂层及材料改性等诸多领域。
本文采用磁控溅
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磁控溅射技术因其具有较高的沉积率速率和成膜质量而成为薄膜制备的重要手段之一,被广泛应用于集成电路制造、特殊功能材料涂层及材料改性等诸多领域。
本文采用磁控溅射技术在单晶Si(100)基体上制备了硅钼薄膜,通过扫描电子显微镜(SEM)研究了镀膜工艺参数对薄膜组织形貌的影响；运用原子力显微镜(AFM)、光学轮廓仪和划痕仪等分析手段对薄膜的形貌及粗糙度、厚度和膜／基结合力进行了表征和测量；对在优化工艺条件下沉积的薄膜进行700℃、800℃和900℃的1h真空退火处理以及短时高温氧化试验(分别为750℃、850℃和950℃),借助SEM和X射线衍射(XRD)分析了退火后薄膜的形貌和结构,探讨了薄膜在不同温度和不同时间下的抗氧化性能。
表面形貌观察表明,采用磁控溅射法在溅射功率为200W、工作气压为2Pa、沉积时间为2h的条件下制备的薄膜成膜质量较好,表面平整,致密度较高,附着性能良好。在优化工艺条件下获得的薄膜以岛状模式生长,其厚度约为1.28μm,表面粗糙度Ra=12.93nm,膜／基结合力为22N左右。
结构分析显示,溅射态制备的硅钼薄膜为非晶态,高温真空退火使薄膜由非晶态转变为晶态；且随着退火温度的升高,晶化程度提高；薄膜中Mo5Si3相逐渐减少,而MoSi2相增多。
对真空退火处理过的薄膜试样进行高温短时氧化试验,分析结果表明,当氧化时间相同时,随着氧化温度的升高,薄膜抗氧化性能有所提高；当在同一温度下氧化时,随着时间的延长,薄膜的抗氧化性能也相应提高。硅钼薄膜具有良好的抗氧化性能主要是因为薄膜表面在高温下形成了致密的复合氧化物。
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