Cu纳米薄膜的制备及其光电性能研究

发布时间：2017-08-19 15:33

  本文关键词：Cu纳米薄膜的制备及其光电性能研究

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【摘要】：纳米Cu膜因较低的电阻率,逐渐代替Al成为互联材料。Cu薄膜的制备有化学气相沉积、物理气相沉积和电镀。物理气相沉积的优点有:可实现大面积高速沉积、靶材及衬底材料不受限制和大规模连续性生产,其中物理气相沉积中的磁控溅射又因操作简便被广泛应用。本文利用磁控溅射技术,通过正交试验设计方法,在K9光学玻璃基底上制备了Cu薄膜,研究了溅射时间、基底温度和氩气流量对Cu薄膜结构和光、电性能的影响。研究表明:(1)制备工艺参数影响Cu薄膜结构。在溅射时间为25min,基底温度为3000C,氩气流量为6.9sccm时粗糙度最大;在溅射时间为20min,基底温度为4000C,氩气流量为6.9sccm时粗糙度最小。(2)Cu薄膜的透射谱在波长在紫外波段362nm处有明显吸收峰,但在可见光波段吸收强度较弱,说明Cu膜在可见波段有较高的透光性;另外,膜厚度增加则光学透射率降低。(3)电阻率随膜厚的增大,大体上呈逐渐减小的趋势;Cu薄膜厚度965nm时,膜厚持续增大而电阻率变化缓慢;Cu膜厚度965nm时,电阻率值变化较快。退火处理后Cu薄膜电阻率均降低,退火温度为300℃时降低幅度最大。
【关键词】：Cu薄膜 直流磁控溅射 正交试验法 光学性能 电学性能
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 Cu薄膜的性能及应用9-12
• 1.2.1 力学性能及应用11
• 1.2.2 光学性能及应用11
• 1.2.3 电磁学性能及应用11-12
• 1.2.4 催化性能及应用12
• 1.3 Cu薄膜的制备方法12-13
• 1.4 本论文的研究目的、意义和研究内容13-15
• 2 实验方法及原理15-22
• 2.1 溅射镀膜法15-17
• 2.1.1 溅射镀膜法及其原理15-16
• 2.1.2 影响镀膜质量的因素16-17
• 2.2 X射线衍射仪17-18
• 2.3 紫外-可见分光光度计18
• 2.4 光栅光谱仪18-19
• 2.5 场发射扫描电子显微镜19
• 2.6 原子力显微镜19-20
• 2.7 功能薄膜功能测试仪20-22
• 3 磁控溅射法制备Cu薄膜及其结构表征22-34
• 3.1 引言22
• 3.2 正交试验方法制备Cu薄膜22-24
• 3.2.1 正交试验方法22
• 3.2.2 正交试验方案的选择22-24
• 3.3 试验结果及结构表征24-28
• 3.3.1 Cu薄膜表面形貌分析24-25
• 3.3.2 Cu薄膜表面粗糙度分析25-26
• 3.3.3 XRD结果及讨论26-28
• 3.4 退火对Cu薄膜结构的影响28-34
• 3.4.1 退火对Cu薄膜表面形貌的影响28-29
• 3.4.2 退火对Cu薄膜表面粗糙度的影响29-31
• 3.4.3 Cu薄膜择优取向与退火温度的关系31-34
• 4 Cu薄膜的光、电学性能研究34-42
• 4.1 引言34
• 4.2 试验34
• 4.3 光学试验结果及讨论34-39
• 4.3.1 Cu薄膜吸收谱特性分析34-38
• 4.3.2 制备参数对光学性能的影响38-39
• 4.4 电学试验结果及讨论39-42
• 4.4.1 Cu薄膜电阻率与厚度的关系39-40
• 4.4.2 Cu薄膜电阻率与退火温度的关系40-42
• 5 总结42-44
• 5.1 结论42-43
• 5.2 将来有待进行的工作43-44
• 参考文献44-48
• 致谢48-49
• 作者简介、攻读硕士学位期间取得的学术成果49

【参考文献】

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本文编号：701526