磁控溅射薄膜沉积速率的标定_陈海良.pdf

DOI :10 .14139 /j .cnki .cn22 -1228 .2010 .02 .016 第 23 卷 第 2 期 大 学 物 理 实 验 Vol.23 No .2 2010 年 4 月 PH YSICA L EX PERIM EN T O F CO LL EG E Apr .2010 文章编号 :1007-2934(2010)02-0004-03 磁控溅射薄膜沉积速率的标定 陈海良 , 马明建 (燕山大学 , 河北 秦皇岛 066004) 摘 要 :在不同的溅射功率和溅射时 间下 , 使用磁控 溅射设备制 备了系列 薄膜 Si/ Fe(P 1w , T1 s)和 Si/[ Fe(P 2w , T 2 s)/ NiO(P 3 w , T3 s)] 10 。 利用小角 X 射线衍射测量 了样品的衍 射强度分 布 , 并 分别计 算 出了 F e 和 NiO 在 不同溅射功率下的沉积速率 。 实验结果表明 , 在测量范围内沉 积速率与溅射功率之间 存在线性关系 。 关 键 词 :磁控溅射 ;??角 X 射线衍射 ;沉积速率 中图分类号 :O 484.32 文献标识码 :A 磁控溅射技术作为一种沉积速度较快 , 工作 薄膜厚度时 d 对应薄膜厚度 。由于 X 射线在晶体 气体压力较低的溅射技术具有其独特的优越性 , 中会产生折射效应 , 因此在低角度测量薄膜周期 几乎可以用来沉积任何固体材料薄膜 , 其所得膜 性衍射图计算薄膜厚度时要考虑到 X 射线的折射 层致密 、纯度高 、与基片附着牢固[ 1-2] 。其中 , 直流 效应 , Bragg 公式更精确地修正为[ 7] : 2 磁控溅射由于其装置性能稳定 , 工艺易于控制以 2 kλ sin θ= +2δs (2) 及溅射时高速 、低温的特点 , 广泛应用于 Fe 、Pt 、 2d Co 、Ni 、Cu 等导体材料的溅射 。射频磁控溅射利 k 为衍射谱中波峰处对应的干涉级次 , 1 -δs 用高频电磁辐射来维持低气压的辉光放电 , 常用 是薄膜 平均 反 射率 的实 部 , δs 的 典型 值为 3 × 来溅射 NiO 、CoO 、M gO 等介质材料 。 10-5 。以 sin2 θ为 Y 轴 , k2 为 X 轴 , 通过最小平方拟 薄膜作为现代材料科学的基础 , 有着许多独 合方法求得直线斜率 t , 特的光学 、电学和磁学性能 。 薄膜厚度与这些性 λ 2 t = (3) 能有着密切的关系 , 精确测定薄膜厚度十分重要 。 2d 磁控溅射一 般通过控制溅射 时间来控制薄