Xing′ao LI
,
Zuli LIU
,
Kailun YAO
材料科学技术（英）
Copper nitride thin film was deposited on glass substrates by reactive DC (direct current) magnetron sputtering at a 0.5 Pa N2 partial pressure and different substrate temperatures. The as-prepared film, characterized with X-Ray diffraction, atomic force microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy measurements, showed a composed structure of Cu3N crystallites with anti-ReO3 structure and a slight oxidation of the resulted film. The crystal structure and growth rate of Cu3N films were affected strongly by substrate temperature. The preferred crystalline orientation of Cu3N films were (111) and (200) at RT, 100℃. These peaks decayed at 200℃ and 300℃ only Cu (111) peak was noticed. Growth of Cu3N films at 100℃ is the optimum substrate temperature for producing high-quality (111) Cu3N films. The deposition rate of Cu3N films estimated to be in range of 18–30 nm/min increased while the resistivity and the microhardness of Cu3N films decreased when the temperature of glass substrate increased.
关键词:
DC magnetron sputtering
,
氮化铜薄膜
,
电阻率
,
显微硬度
肖剑荣
,
蒋爱华
材料导报
氮化铜(Cu_3N)薄膜是一种新型的电、光学材料,它具有典型的反三氧化铼结构,由于Cu原子没有很好地占据(111)晶格面的紧密位置.在薄膜中掺杂之后,薄膜的电、光学性质会发生显著变化.Cu_3N在较低温度下会分解为Cu和N_2.介绍了Cu_3N的制备方法,总结了该膜制备方法和工艺参数对薄膜结构的影响,分析了在不同N_2分压下薄膜由(111)晶面转向(100)晶面择优生长和薄膜定向生长的原因,讨论了薄膜的电学、光学、热学等物理性质及其在相关方面的应用,并对该膜的物理性质与结构之间的关系作了简要分析.
关键词:
氮化铜薄膜
,
光学带隙
,
热稳定性
,
磁控溅射
袁晓梅
,
王君
,
吴志国
,
岳光辉
,
闫鹏勋
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.03.045
采用反应射频磁控溅射法,在氮气和氩气的混合气体氛围中,玻璃基底上制备出了具有半导体特性的氮化铜(Cu3N)薄膜,并研究了混合气体中氮气分量对Cu3N薄膜的择优生长取向、平均晶粒尺寸、电阻率和光学带隙的影响.原子力显微镜,X射线衍射仪,四探针电阻仪,紫外可见光谱分析及纳米压痕仪等测试结果表明:薄膜由紧密排列的柱状晶粒构成,表面光滑致密;随着氮气分量的增加,Cu3N薄膜由沿(111)晶面择优生长转变为沿(100)晶面择优生长,晶粒尺寸变小,电阻率ρ从1.51×102Ω·cm逐渐增加到1.129×103Ω·cm;薄膜的光学带隙在1.34～1.75eV间变化;薄膜的硬度约为6.0GPa,残余模量约为108.3GPa.
关键词:
氮化铜薄膜
,
射频磁控溅射
,
表面形貌
,
电阻率
,
光学带隙
,
显微硬度
龚鹏
,
范真
,
丁建宁
,
程广贵
,
袁宁一
,
凌智勇
表面技术
采用射频磁控溅射方法在玻璃基底上制备氮化铜薄膜,研究了氮氩混合气体中的氮气比例对薄膜择优生长取向、表面晶粒尺寸和微观力学性能的影响.结果表明:低氮气比例时,薄膜的纳米力学性能比较差；随着氮气比例的增加,氮化铜薄膜的择优生长晶面从(111)晶面转变为(100)晶面,晶粒尺寸变小,显微硬度增加,弹性模量则是先增加,后减小.
关键词:
氮化铜薄膜
,
射频磁控溅射
,
微结构
,
纳米力学
王明旭
,
岳光辉
,
范晓彦
,
闫德
,
闫鹏勋
,
杨强
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.05.041
采用反应射频磁控溅射的方法在纯氮气气氛下、氮气流量为12sccm、衬底温度为100℃的条件下,在玻璃基底上成功制备了氮化铜(Cu3N)薄膜.XRD显示薄膜择优[100]晶向生长.用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了样品的表面形貌,发现样品表面平整、结构紧密.用四探针法检测了薄膜的霍尔特性,发现随温度的降低薄膜的霍尔系数、霍尔电阻率均增加.霍尔迁移率在高温范围也呈降低的趋势,但是变化的范围比较小,在低温范围又有所增加.随温度的降低薄膜的载流子浓度降低.我们还通过变温的霍尔系数估算了氮化铜薄膜的禁带宽度约为1.35eV.
关键词:
氮化铜薄膜
,
XRD
,
SEM
,
AFM
,
霍尔效应
左安友
,
袁作彬
,
杨建平
,
李兴鳌
材料导报
用直流磁控溅射方法,在氮气分压为0.5Pa、不同的基底温度下,于玻璃基底上制备了Cu3N薄膜.当基底温度为100℃及以下时,温度越高薄膜的结晶程度越好.当基底温度在100℃以上时,随着基底温度的升高,薄膜的结晶程度逐渐减弱,200℃时结晶已很弱,300℃时已完全不能形成Cu3N晶体.薄膜的电阻率随基底温度的变化不大,薄膜的沉积速率随基底温度的升高在18～30 nm/min之间近似地线性增大,薄膜的显微硬度随基底温度的升高而略有降低.对基底温度为室温和100℃下制备的氮化铜薄膜进行不同温度下的真空退火,研究了它们的热稳定性.XRD测试表明,薄膜在200℃时开始出现分解,350℃时完全分解.比较在基底温度为室温和100℃下制备的样品,发现室温下制备的氮化铜薄膜比100℃下制备的氮化铜薄膜稳定.
关键词:
氮化铜薄膜
,
直流磁控溅射
,
X射线衍射
,
热稳定性
李兴鳌
,
杨建平
,
左安友
,
高雁军
,
袁作彬
,
任山令
,
李永涛
材料导报
采用反应直流磁控溅射镀膜法,在氮气分压为0.9Pa、不同基底温度下、玻璃基底上制备了纳米多晶Cu_3N薄膜,并研究了基底温度对薄膜结构和性能的影响.结果表明,当基底温度为100℃及以下时,薄膜以[111]方向择优生长为主;在150℃及200℃时,薄膜以[100]方向择优生长为主;250℃时开始出现Cu的[111]方向生长,300℃时已完全不能形成Cu_3N晶体,只有明显的Cu晶体.随基底温度的升高,薄膜的沉积速率在13～28nm/min呈U型变化,低温和高温时较高,150℃时最低;薄膜的电阻率显著降低;薄膜的显微硬度先升后降,100℃时显微硬度最大.
关键词:
氮化铜薄膜
,
直流磁控溅射
,
基底温度
,
热稳定性
李兴鳌
,
刘祖黎
,
左安友
,
袁作彬
,
杨建平
,
姚凯伦
材料导报
采用反应磁控溅射法在氮气分压0.5Pa、基底温度100℃条件下,在玻璃基底上分别制备了氮化铜薄膜和铁掺杂氮化铜薄膜.XRD显示氮化铜薄膜择优(111)晶面生长,铁掺杂使氮化铜薄膜的结晶程度减弱.AFM显示铁掺杂使氮化铜薄膜粗糙度增加.铁掺杂不同程度地提高了氮化铜薄膜的沉积速率和电阻率.
关键词:
氮化铜薄膜
,
磁控溅射
,
电阻率
