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本论文以纳米Cu-Zn合金薄膜的制备为研究内容,采用溅射法制备了纳米Cu-Zn合金薄膜,进行了溅射工艺的研究,并探讨了Cu-Zn合金薄膜的形成机理,提出了一种测定纳米膜厚度的新方法。 实验过程中,研究了溅射电压、靶基距、溅射压力和溅射时间四个主要工艺参数对薄膜成份、薄膜生长速率、薄膜厚度及其表面平整度的影响。在不同实验条件下,Cu-Zn合金薄膜中的Cu含量主要分布范围是70.41~72.01%,略低于Cu-Zn合金靶材中的Cu含量(72.28%),且各个样品之间的Cu含量相差最大的只有1.6%,因此可认为用溅射法制备Cu-Zn合金薄膜时,薄膜成份受工艺参数的影响不大。随着溅射电压的增大,薄膜的生长速率随之增大,二者近似线性关系。而靶基距的增大则降低了薄膜的生长速率,二者成反比例关系。溅射压力对薄膜生长速率的影响比较复杂,在实验条件下,当溅射压力小于10Pa时,溅射压力的增大对Cu-Zn合金薄膜生长的促进作用占主导地位,因此随着溅射压力的增大,薄膜生长速率增大;当溅射压力大于10Pa时,溅射压力的增大对Cu-Zn薄膜生长的抑制作用占主导地位,故随着溅射压力的增大,薄膜生长速率反而减小。薄膜生长速率的最大值(为3.18nm·min-1)在溅射压力为10Pa处取得。在其它工艺参数相同的情况下,薄膜的厚度随着溅射时间的延长而增大。影响合金薄膜表观质量的主要因素是Cu-Zn合金靶材粒子的动能。溅射出的靶材粒子能量越低,对Cu-Zn合金薄膜表面的损伤越小。溅射电压的减小和靶基距的增大,都能减小靶材粒子的动能。虽然溅射压力的增大也能减小靶材粒子的动能,但同时也提高了Cu-Zn合金薄膜内的气体含量,使薄膜中含有更多的气孔而显得比较粗糙。 实验表明溅射法制备Cu-Zn合金纳米薄膜的最优工艺条件为:溅射电压V=1.6Kv,靶基距D=2.5cm,溅射压力P=5Pa,溅射时间T=20min。在此条件下制备得到的Cu-Zn合金薄膜中Cu的平均含量为70.97%,平均膜厚为41.08nm,平均光泽度为136.3Gs。通过原子力显微镜可以观察到薄膜的表面比较平整。