工作氣壓對直流磁控濺射Mo薄膜的影響.pdf

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1、第42卷第1期2013年2月表面技術(shù)VOI．42No．1Feb．2013SURFACETECHNOLOGY工作氣壓對直流磁控濺射Mo薄膜的影響曹德峰，萬小波，邢丕峰，易泰民，楊蒙生，鄭鳳成，徐導(dǎo)進，王昆黍，樓建設(shè)，孔澤斌，祝偉明(1．中國工程物理研究院激光聚變研究中心，綿陽621900；2．上海精密計量測試研究所，上海201109)[摘要]利用直流磁控濺射技術(shù)在單晶si(110)基底上制備Mo薄膜，分析了工作氣壓對沉積速率、表面質(zhì)量及微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：薄膜的沉積速率隨壓強的增大而增加；低氣壓下沉積的Mo薄膜表面質(zhì)量較好且結(jié)構(gòu)致密，高氣壓下沉積的Mo

2、薄膜表面質(zhì)量較差且結(jié)構(gòu)疏松；在工作氣壓為0．8Pa時．制備的M0薄膜晶粒尺寸與微觀應(yīng)力值最小。[關(guān)鍵詞]Mo薄膜；直流磁控濺射；工作氣壓；晶粒尺寸；微觀應(yīng)力[中圖分類號]TG174．444；0484[文獻標識碼]A[文章編號]1001—3660(2013)01-0071-04EfectsofWorkingPressureonMoFilmsbyDirectCurrentMagnetronSputteringCAODe-feng，，WANXiao—bo，XINGPi-feng，YITai-min，YANGMeng．sheng，ZHENGFeng．cheng，D

3、ao-jin，WANGKun-shu，LOUJian-she，KONGZe-bin，ZHUWei—ming(1．ResearchCenterofLaserFusion，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China；2．ShanghaiResearchInstituteofPrecisionMeasuringandTesting，Shanghai201109，China)[Abstract]MofilmsweresuccessfullydepositedbyDCmagnetronsputterin

4、gonSisubstrates．Theinfluencesofdeposi—tionrate，surfacetomographandmicrostructurewereanalyzed．Theresultsshowthatdepositionrateincreaseswithpressure．Thefilmsputteredatlowpressurehasgoodcrystallizationandexhibitesdensestructure．Underhighpressureconditions，thefilmexhibitesbadcrystalli

5、zationandloosestructure．Atthepressureof0．8Pa，thefilmhaslowestvalueofcrysizeandmicros—train．[Keywords]molybdenumfilms；directcurrentmagnetronsputtering；workingpressure；grainsize；microstrainMo具有高的熱穩(wěn)定性(高熔點)、高的機械強度底結(jié)合力強等優(yōu)點，采用該方法能夠獲得滿足太陽能以及良好的電學(xué)性能(低電阻)，常用作Cu(In，Ga)Se，電池背接觸層要求的Mo薄膜。(CIGS

6、)薄膜太陽能電池的背接觸層_1一。]。背接觸層Mo薄膜的優(yōu)劣會直接影響CIGS吸收層薄膜材料的表1實驗面形貌和電池使用壽命等，因此顯得尤為重要。背接觸層材料應(yīng)具有較高的光反射率、較低的電阻率，并能1．1樣品制備夠抵抗吸收層CIGS薄膜沉積過程中的高腐蝕性氣氛，采用JGP560型超高真空復(fù)合鍍膜機，在不同工作這就要求背接觸層材料具有較高的純度，且與基底結(jié)氣壓(以Ar氣為工作氣體)下沉積Mo薄膜?；走x合要好。此外，金屬Mo薄膜材料還在大面積集成電用(110)面單晶si，沉積薄膜前依次經(jīng)過丙酮、酒精和路[]、軟x射線反射元件[]及Mo／Si多層膜軟x去離子水超

7、聲清洗，然后用氮氣快速吹干，以除去表面射線_8等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。的油污、雜質(zhì)等，獲得較為潔凈、活性較高的基底。濺目前，制備Mo薄膜的技術(shù)有精密車削加工、精密射靶材為純度99．99％的金屬Mo靶。沉積薄膜時，靶軋制、物理氣相沉積、電子束蒸發(fā)等，但這些方法均有基距為200mm。濺射室的本底真空度為6x10～Pa，濺一定的局限性。由于Mo具有硬度大、應(yīng)力較大和高射功率為320W，選擇的工作氣壓分別為0．2，0．4，熔點的特性，采用車削加工、軋制技術(shù)和電子束蒸發(fā)，0．8，1．2，1．6，2．0，2．4Pa，沉積時間均為1h。沉積薄難以獲得微米量級的薄膜。直流

8、磁控濺射技術(shù)制備的膜前，用擋板擋住濺射靶，預(yù)濺射15min，以除去