利用對靶磁控濺射在不同襯底上制備氧化釩薄膜的研究.pdf

1、氧化釩薄膜作為非制冷紅外探測器的熱敏材料，要求具有高的電阻溫度系數(shù)(TCR)與合適的電阻值，以滿足器件的應(yīng)用。本文利用直流對靶磁控濺射的方法在玻璃、SiO2/Si、氮化硅以及多孔硅4種不同對襯底上制備氧化釩薄膜，得到的薄膜不但具有高TCR與適當(dāng)?shù)氖覝仉娮?，而且具有良好的結(jié)構(gòu)特性。 采用正交實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對氬氧比例、工作壓力、濺射功率、濺射時(shí)間以及襯底溫度進(jìn)行了研究，分別得到了4種襯底的最佳制備工藝。玻璃襯底的最佳參量為氬氧比例

2、48sccm/0.4sccm，工作壓力2Pa，濺射功率210-240W，濺射時(shí)間30分鐘，襯底溫度是室溫；Si/SiO2襯底的最佳參量為氬氧比例48sccm/0.4sccm，工作壓力2Pa，濺射功率180-210W，濺射時(shí)間30分鐘，襯底溫度室溫；氮化硅襯底的最佳參量為氬氧比例48sccm/0.5sccm，工作壓力2Pa，濺射功率210W，濺射時(shí)間30分鐘，襯底溫度200℃；多孔硅襯底的最佳參量為氬氧比例48.5sccm/1.5sccm

3、，工作壓力1Pa，濺射功率210-220W，濺射時(shí)間60分鐘，襯底溫度400℃。每種襯底的優(yōu)化工藝都可以使TCR優(yōu)于-3％/℃，方塊電阻值也能控制在50kΩ/□以下，其中多孔硅襯底上的氧化釩薄膜呈現(xiàn)出相變特性。 原子力顯微鏡(AFM)和掃描電子顯微鏡(SEM)形貌分析表明這些薄膜具有均勻致密的表面，X射線光電子能譜分析(XPS)確定了其成分組成主要為V2O5、VO2和少量的V2O3。對電阻和TCR關(guān)系的研究表明，一般高TCR的薄