c-BN的含量可以表示为P=1065/(1065+1380)不同衬底温度下c-BN的红外吸收谱,其中 I1065和11380分别为红外吸收谱中1065cm-1和1380cm-1出吸收峰的强度。 底温度/℃b00 c-BN/% 4 BN/%o 8.7 p5.6 在射频磁控溅射生长c-BN时,最适合生长的衬底温度和N2含量有关,适当增加N2含量 可以降低最适衬底温度。在最适衬底温度下生长的c-BN薄膜含量较高。在N2=10%功率 200w,偏压150,衬底温度300°C下能制备出含量高的c-BN薄膜 [实验讨论] 1.通入氩气的意义 Ar是磁控溅射原理的工作气体 在被溅射的靶极(阴极)与阳极之间,存在一个正交磁场和电场,在电场作用下Ar气电离成 正离子和电子,靶上加有一定的负高压,从靶极发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离 几率增大,在阴极附近形成高密度的等离子体,Ar离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面, 以很高的速度轰击靶面,使靶上被溅射岀来的氮和硼原子以较髙的动能脱离靶面飞向基片淀 积成膜 另一方面,Ar气体在放电过程中会发出紫光,便于实验中观察基片和靶面的平滑度。(粗糙 的表面会导致尖端放电) 2.通入氮气的意义 N2是为了提高c-Bn生长率而通入的气体 在实验中发现,溅射出去的氮和硼原子之间的比例小于1:1的关系,并不满足cBN的分 子结构比例,因此选择通入一定量的氮气,来调节氮和硼原子的比例,进而提高cBN的生 长率 3.射频溅射工作原理 磁控溅射一般分为两种:支流溅射和射频溅射。射频溅射的使用范围更为广泛,c-BN为金 刚石结构不具有优良的导电性,射频溅射除可溅射导电材料外,也可溅射非导电的材料。另 方面,单方向的电子和正离子运动和积累会导致偏压的降低,而射频的电压具有更好的稳 定性。 [实验结语] 磁控溅射镀膜作为一种新型的物理气相镀膜方式,由于其适用范围广,产品生产速度高, 精度好等相对于传统镀膜方式的优势而被应用于许多领域。本实验中使用的射频磁控溅射技 术环节很多,且环节之间的误差关联性很大,必须保持每个环节高精度才能做出重复性的实 验。感谢乐永康老师,俞熹老师对实验的指导,感谢近代物理实验教学组为我们提供了必要 的实验仪器c-BN 的含量可以表示为 P=I1065/(I1065+I1380) 不同衬底温度下 c-BN 的红外吸收谱，其中 I1065 和 I1380 分别为红外吸收谱中 1065cm-1 和 1380cm-1 出吸收峰的强度。 衬底温度/℃ 300 350 400 450 500 c-BN/% 81.3 74.1 65 59.3 44.4 h-BN/% 18.7 25.9 35 40.7 55.6 在射频磁控溅射生长 c-BN 时，最适合生长的衬底温度和 N2 含量有关，适当增加 N2 含量 可以降低最适衬底温度。在最适衬底温度下生长的 c-BN 薄膜含量较高。在 N2=10%,功率 200w，偏压 150v，衬底温度 300°C 下能制备出含量高的 c-BN 薄膜。 [实验讨论] 1． 通入氩气的意义 Ar 是磁控溅射原理的工作气体 在被溅射的靶极(阴极)与阳极之间，存在一个正交磁场和电场，在电场作用下 Ar 气电离成 正离子和电子，靶上加有一定的负高压，从靶极发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离 几率增大，在阴极附近形成高密度的等离子体，Ar 离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面， 以很高的速度轰击靶面，使靶上被溅射出来的氮和硼原子以较高的动能脱离靶面飞向基片淀 积成膜。 另一方面，Ar 气体在放电过程中会发出紫光，便于实验中观察基片和靶面的平滑度。（粗糙 的表面会导致尖端放电） 2． 通入氮气的意义 N2 是为了提高 c-Bn 生长率而通入的气体 在实验中发现，溅射出去的氮和硼原子之间的比例小于 1：1 的关系，并不满足 c-BN 的分 子结构比例，因此选择通入一定量的氮气，来调节氮和硼原子的比例，进而提高 c-BN 的生 长率。 3． 射频溅射工作原理 磁控溅射一般分为两种：支流溅射和射频溅射。射频溅射的使用范围更为广泛，c-BN 为金 刚石结构不具有优良的导电性，射频溅射除可溅射导电材料外，也可溅射非导电的材料。另 一方面，单方向的电子和正离子运动和积累会导致偏压的降低，而射频的电压具有更好的稳 定性。 [实验结语] 磁控溅射镀膜作为一种新型的物理气相镀膜方式，由于其适用范围广，产品生产速度高， 精度好等相对于传统镀膜方式的优势而被应用于许多领域。本实验中使用的射频磁控溅射技 术环节很多，且环节之间的误差关联性很大，必须保持每个环节高精度才能做出重复性的实 验。感谢乐永康老师，俞熹老师对实验的指导，感谢近代物理实验教学组为我们提供了必要 的实验仪器