基于硅靶和碳化硅靶的碳化硅薄膜磁控溅射工艺对比

摘要：

目的 通过基于碳化硅陶瓷靶的直接溅射和基于硅靶与甲烷的反应溅射,在Si(100)基底上沉积碳化硅薄膜,对比两种工艺制备碳化硅薄膜的异同.方法 采用直接磁控溅射与反应磁控溅射工艺制备碳化硅薄膜,通过白光干涉仪、轮廓仪、X光电子能谱仪(XPS)分析薄膜粗糙度、厚度、沉积速率、组分,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析薄膜的物相结构和形貌.结果 基于硅靶和甲烷的反应溅射工艺,甲烷流量百分比为20％～70％时,沉积速率从11.3 nm/min升高到36.5 nm/min.甲烷流量百分比为20％～60％时,表面粗糙度Rq值变化不大;甲烷流量百分比为70％时,Rq值有增大的趋势.对于甲烷反应溅射工艺,硅碳元素比例可调,但甲烷气体不易控制.基于碳化硅陶瓷靶工艺,随沉积时间(即膜层沉积厚度)的增加,表面粗糙度Rq变化不大,硅碳原子比接近1:1.两种工艺制备的薄膜均为晶态,且为8H-SiC.结论 比较两种工艺,相同靶功率下,硅靶反应溅射的沉积速率明显快于碳化硅陶瓷靶.硅靶反应溅射的元素比例可调,但甲烷气体不易控制;碳化硅陶瓷靶的沉积过程稳定,硅碳原子比接近1:1.

关键词：磁控溅射;碳化硅;沉积速率;表面粗糙度;反应气体

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分类号：TG174.442(金属学与热处理)

资助基金：国家重点研发计划-政府间科技创新合作重点专项;西安市科技创新引导项目;西安市科技计划项目

在线出版日期：2021-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：134-140