金屬薄膜傳感器中氮化硅薄膜的制備及工藝試驗(yàn)研究.pdf

1、在金屬薄膜傳感器中，常采用介質(zhì)層薄膜使金屬基底與敏感元件之間絕緣，保護(hù)敏感元件不受外界環(huán)境污染以確保測量過程中的精確穩(wěn)定性。氮化硅因其具有高的抗拉強(qiáng)度、硬度及比電阻，較高的介電常數(shù)和優(yōu)良的絕緣性等機(jī)械、電學(xué)性能而在微機(jī)械與微電子領(lǐng)域和材料改性領(lǐng)域備受關(guān)注。國內(nèi)外對(duì)氮化硅薄膜的制備工藝及結(jié)構(gòu)等均有大量研究，但是有關(guān)沉積參數(shù)對(duì)沉積速率、薄膜均勻度、薄膜粗糙度的影響和沉積參數(shù)與退火熱處理對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)的影響等方面的系統(tǒng)研究尚有不足，并且針對(duì)氮化硅

2、薄膜在金屬基底上的制備的研究少之又少。本文結(jié)合金屬基底探究氮化硅薄膜的制備工藝，為以后金屬薄膜傳感器的制備奠定了堅(jiān)實(shí)的工藝基礎(chǔ)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　以不銹鋼作為基底材料，采用射頻磁控反應(yīng)濺射法，分別基于單晶硅靶材和氮化硅靶材沉積出用于金屬薄膜傳感器絕緣層和保護(hù)層的氮化硅薄膜，采用多種測量設(shè)備對(duì)所制各樣品的薄膜厚度、表面粗糙度、表面形貌、組成成分、晶體結(jié)構(gòu)和薄膜硬度等進(jìn)行分析檢測。
　　基于單晶硅靶材設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)法探究

3、了濺射功率、工作壓強(qiáng)、氣體流量比和基底溫度對(duì)沉積速率、表面均勻度和表面粗糙度三個(gè)薄膜質(zhì)量特性的影響規(guī)律;基于氮化硅靶材探究了濺射功率、工作壓強(qiáng)、氮?dú)饬髁繉?duì)薄膜質(zhì)量特性的影響規(guī)律;重點(diǎn)針對(duì)單晶硅靶材制備薄膜時(shí)的沉積參數(shù)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，通過極差和方差分析，研究得出了四個(gè)沉積參數(shù)對(duì)薄膜質(zhì)量特性的影響程度和顯著性結(jié)果，并通過正交試驗(yàn)獲得的測量值，分別建立了沉積速率、薄膜均勻度和表面粗糙度三個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸健?br>　　研究結(jié)果表明，對(duì)不同沉積參數(shù)條