mocvd技术沉积镍、铁膜的设备及工艺研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要基于前期研究工作，在已搭建的金属有机物化学气相沉积(MOCVD)实验平台上，对反应室和裂解炉进行了重大改进。从实验结果看来，改进后的实验装置达到了预期效果。在本文中，作者通过使用不同的载气，调节沉积温度、压力、前驱体摩尔比来研究上述因素对沉积速率的影响，以获得高速沉积的最佳工艺参数。详细讨论了温度对玻璃管出现三段不同薄膜(光亮金属膜、彩色膜、黑色剥落膜)的影响。在以玻璃管为衬底时，获得了两个最佳工艺参数：(1)沉积温度为130。C、载气(Ar)分压为4000Pa、羰基镍分压为400Pa、载气流量为80ml／min；(2)沉积温度为115℃、

2、载气(Ar)分压为2500Pa、羰基镍分压为400Pa、载气流量为80ml／min。通过采用x射线衍射(xRD)、扫描电镜(sEM)、DSC热分析、原子力显微镜(AFM)、x射线光电子能谱(XPS)等多种测试分析手段，探讨了不同沉积衬底对薄膜质量的影响，并对光亮金属膜的内外表面作了详细的测试分析，最后还初步探讨了温度对羰基铁的沉积特性的影响。本文第一章绪言部分介绍了MOCVD技术的发展现状和展望，以及镍膜的化学气相沉积现状和存在的问题，并阐述了课题的研究目的和意义。第二章重点介绍了实验装置的设计和改进，也简介了工艺原理和测控系统。实验结果表明：相对于立式反应室，使用卧

3、式反应室不仅能够提高前驱体的利用效率，而且容易保证密封性，另外，在沉积过程中，沉积衬底(玻璃管)上出现温度梯度，因此在一个实验周期中可获得不同温度下沉积的薄膜。第三章是实验部分，重点介绍了影响沉积速率的各种因素、不同沉积衬底对薄膜质量的影响、最佳工艺参数的获取以及组织分析等，最后还简介了羰基铁的沉积特性。第四章结合有关薄膜生长理论对部分实验结果作了定性的分析。第五章对全文作了总结，提出了一些有意义的结论，同时也阐明了需进一步解决的问题。关键词：MOCVD实验装置镍膜羰基化合物华中科技大学硕士学位论文AbstractALLkindsofexperienceandless

4、onsduringthecourseofexperimenthavebeensummarized，andgreatprogresshasbeenmadeinthereactoranddecomposedstoveonthebaseoftheexistedMOCVDdeviceAnticipatedeffecthasbeenobtainedinthesightoftheexperimentresult．InordertOobtaintheoptimizedprocessingparameter,thefactorsaffectingthedeoositionrateof

5、nickelfilm，suchascarriergas，temperature，pressureandthemolepercentageofprecursor,arediscussedinthepaper．Theinfluenceoftemperatureontheresultthatthreekindsofthinfilms(shinningsuccessivefilm，colorfulfilmandblackandpeeledfilm)appearontheglasstubeisdiscussedindetail．Twooptimizedprocessingpar

6、ametershavebeenobtainedwhenglasstubeisusedasthesubstrateofdeposition：(1)depositiontemperature：130"C、carriergaspressure：4000Pa、nickelcarbonylpressure：400Pa、carriergasflUX：80mI／min；(2)depositiontemperature：1156C、carriergaspressure：2500Pa、nickelcarbonylpressure：400Pa、carriergasflux：80ml／mi

7、n．BythemeansofX-raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscope(SEM)，differentscanningcalorimeter(DSC)，atomforcemicroscope(AFM)，x—rayphotoelectronspectrum(XPS)，theeffectofdifferentsubstratesofdepositiononthequalityofthinfilmisdiscussed，theinnerandoutsidesurfacesoftheshinningsucc