论文总字数：19136字

摘 要

本实验采用MSIP019型磁控溅射离子镀膜设备，通过改变镀膜时的氮气流量和靶基距的大小来改变镀层的厚度、成分，在玻片上沉积黄色镀层；采用SEM、XRD分析了膜层的形貌、厚度和组织；采用分光光度计测试了镀层对波长300nm~1500nm光波的反射率。

实验结果表明黄色镀层的厚度为800到1300nm之间，。在只改变镀膜氮气流量的条件下，膜层随着镀膜氮气流量的增加而逐渐变薄，膜层的黄色程度会增加，但颜色的明亮程度会减弱。而在只改变靶基距的条件下，膜层的厚度随着靶基距的增大而增加，镀层的黄色程度逐渐变淡，颜色的明亮程度也会减弱。

关键词: 磁控溅射 镀层沉积 黄色镀膜

Preparation and Characterization of yellow Plating color based magnetron sputter ion technology

ABSTRACT

This experiment adopts MSIP019 magnetron sputtering ion plating equipment, by changing the deposition of the nitrogen flow and the size of the base from the target to change the thickness of the coating, its composition, sedimentary yellow coating on glass; By means of SEM, XRD analysis the film morphology, thickness and organization; The coating was tested by spectrophotometer for wavelength of 300 nm to 1500 nm light reflectivity.

The experimental results show that the yellow coating thickness for between 800 and 1300 nm,. Under the condition of only change the deposition of nitrogen flow, membrane layer increased with the increase of deposition of nitrogen flow gradually thinning, degree of yellow film will increase, but the color of the bright degree will weaken. In target base under the condition of distance, only change the thickness of the film increased with the increase of target base from, the degree of yellow coating gradually becomes weak, the degree of bright color will be weakened.

Keywords：thin film deposition ;Magnetron sputtering;yellow Plating

目 录

摘 要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 文献综述 1

1.1磁控溅射的发展历程及运用 1

1.1.1 磁控溅射的发现 1

1.1.2 磁控溅射的运用 1

1.1.3 磁控溅射研究现状 2

1.2 磁控溅射分类 3

1.2.1 平衡磁控溅射 3

1.2.2 非平衡磁控溅射 4

1.2.3 反应溅射，共溅射 6

1.2.4 直流溅射 7

1.3 色彩的表征 7

1.3.1 密度计 7

1.3.2 分光光度计 8

1.3.3色度计 9

1.4 磁控溅射的发展前景 9

第二章 实验 11

2.1实验原料及前处理 11

2.1.1实验基材 11

2.2 TiN镀层的实验设备 11

2.3 TiN镀层的制作过程 12

2.4 TiN镀层的分析检测方法 12

2.3.1镀层的厚度，表面和截貌分析 12

2.3.2 镀层的相结构分析（XRD） 13

2.3.3 镀层的色彩表征(分光光度计) 13

第三章 结果与讨论 14

3.1 不同氮流量镀层的微观结构 14

3.1.1不同氮气流量镀层的截面分析 14

3.1.2不同氮流量镀层的相结构分析(XRD) 14

3.2 不同氮流量镀层的色彩表征 15

3.2.1不同氮流量的XRD图谱 15

3.2.2 不同氮流量镀层的能普分析 15

3.2.3 不同氮气流量镀层的反射曲线 16

3.2.4对不同氮流量的L*，a*，b*分析 17

3.3不同靶基距对镀层颜色的表征 19

3.3.1 不同靶基距的镀层反射率的分析 19

3.3.2 对L*，a*，b*值的分析 20

第四章 结论 23

4.1结论 23

参考文献 24

致谢 25

第一章 文献综述

1.1磁控溅射的发展历程及运用

1.1.1 磁控溅射的发现

1852年，格洛夫（grove）发现阴极溅射现象，自此以后溅射技术就开始建立起来了。磁控溅射沉积技术制取镀层是上世纪三四十年代发展起来的，由于当时的溅射技术刚刚起步，其溅射的沉积率很低，而且溅射的压强基本上在1pa以上，因此溅射镀膜技术一度在产业话的竞争中处于劣势。

1963年，美国贝尔实验室和西屋电气公司采用长度为10米的连续溅射镀膜装置。

1974年，j.chapin发现了平衡磁控溅射。这些新兴发展起来的技术使得高速、低温溅射成为现实，磁控溅射更加快速地发展起来了，如今它已经成为在工业上进行广泛的沉积覆层的重要技术，磁控技术在许多应用领域包括制造硬的、抗磨损的、低摩擦的、抗腐蚀的、装潢的以及光电学镀层等方面具有重要的影响。

1985年，Window和Savvides首先引入了非平衡磁控溅射的概念。不久，多种不同形式的非平衡磁场设计相继出现，磁场有边缘强，也有中部强，导致溅射靶表面磁场的“非平衡”。磁控溅射靶的非平衡磁场不仅有通过改变内外磁体的大小和强度的永磁体获得，也有由两组电磁线圈产生，或采用电磁线圈与永磁体混合结构，还有在阴极和基体之间增加附加的螺线管，用来改变阴极和基体之间的磁场，并以它来控制沉积过程中离子和原子的比例^[1,2]。

1.1.2 磁控溅射的运用

磁控溅射目前是一种应用十分广泛的镀层沉积技术, 溅射技术上的不断发展和对新功能镀层的探索研究, 使磁控溅射应用延伸到许多生产和科研领域。在微电子领域作为一种非热式镀膜技术, 主要应用在化学气相沉积( CVD) 或金属有机化学气相沉积(MOCVD) 生长困难及不适用的材料镀层沉积, 而且可以获得大面积非常均匀的镀层。包括欧姆接触的Al、Cu、Au、W、Ti 等金属电极镀层及可用于栅绝缘层或扩散势垒层的TiN、Ta₂O₅、TiO、Al₂O₃、ZrO₂、AlN 等介质镀层沉积。光学镀层应用反应磁控溅射技术已有多年的发展和应用。中频闭合场非平衡磁控溅射技术也已在光学镀层( 如增透膜) 、低辐射玻璃和透明导电玻璃等方面得到应用。特别是透明导电玻璃目前广泛应用于平板显示器件、太阳

能电池、微波与射频屏蔽装置与器件、传感器等。在现代机械加工工业中, 表面功能膜、超硬膜, 自润滑镀层的表面沉积技术自问世以来得到长足发展, 能有效的提高表面硬度、复合韧性、耐磨损性和抗高温化学稳定性能, 从而大幅度地提高涂层产品的使用寿命, 应用越来越广泛。磁控溅射除上述已被大量应用的领域, 还在高温超导镀层、铁电体镀层、巨磁阻镀层、镀层发光材料、太阳能电池、记忆合金镀层研究方面发挥重要作用^[3,4]。

请支付后下载全文，论文总字数：19136字