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磁控溅射沉积薄膜预溅射时间的光谱诊断.pdf

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磁控溅射沉积薄膜预溅射时间的光谱诊断.pdf

第33卷,第3期光谱学与光谱分析Vol.33,No.3,pp5955992013年3月SpectroscopyandSpectralAnalysisMarch,2013磁控溅射沉积薄膜预溅射时间的光谱诊断郭庆林,范青,崔永亮,董开虎,张磊,李旭,张金平,陈金忠河北大学物理科学与技术学院,河北保定071002摘要利用Omniλ300系列光栅光谱仪、CCD数据采集和处理系统以及光纤导光系统等构成的等离子体光谱分析系统,实现了实时获取射频磁控溅射过程中等离子体光谱,分别对NiTa,TiAl陶瓷靶,NiAl,TiAl合金靶四种靶材的磁控溅射过程产生的等离子体进行监测,以TaⅡ333.991nm,NiⅠ362.473nm,AlⅠ396.153nm和TiⅠ398.176nm为分析线,获得了分析谱线强度随时间的变化规律,并以此为依据确定了预溅射时间,同时研究了不同溅射功率和压强对预溅射时间的影响。关键词等离子体发射光谱;光谱分析;磁控溅射;预溅射时间中图分类号:O657文献标识码:A犇犗犐:10.3964/j.issn.10000593(2013)03059505收稿日期:20120820,修订日期:20121128基金项目:国家自然科学基金项目(60876055)和河北省自然科学基金项目(A2012201013)资助作者简介:郭庆林,1957年生,河北大学物理科学与技术学院教授email:qlguo@hbu.edu.cn引言磁控溅射法是当今制备薄膜较常用的一种方法[1,2],而此种方法制备高质量薄膜的关键之一在于能够在溅射过程中各方面条件比较稳定的阶段进行膜的生长,从而保证薄膜质量达到最优。在以往的探索研究中,人们主要是依靠多次实验而得到的经验来确定溅射达到稳定的时间。如王志安等[3]采用中频反应磁控溅射孪生靶在玻璃基体上沉积TiO2,在镀膜前通入氩气进行5min的预溅射来清洗Ti靶表面。胡敏[4]通过直流反应磁控溅射来沉积TiN薄膜时,靶材进行预溅射时间5min。Jiang等[5]利用磁控溅射技术制备碳化硼薄膜时对靶材进行了60min的预溅射。Taweesub等[6]在对铝铜合金进行等离子体渗氮前先对样品进行预溅射持续45min,以清除其表面氧化层。在利用等离子体发射光谱诊断对磁控溅射制备薄膜工艺参数优化方面已有不少报道[7,8],并均采用预溅射措施。可见

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