沉积温度对直流磁控溅射Nb膜特性的影响-论文.pdf

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1、第35卷第6期低温物理学报Vo【．35，No．62013年12月CHINESEJOURNALoFLOWTEMPERATUREPHYSICSDecember2013沉积温度对直流磁控溅射Nb膜特性的影响秦玉磊王晖熊杰赵晓辉夏钰东李丽华陶伯万电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都610054；0中国科学院电工研究所超导与新材料应用研究实验室，北京100190收稿Et期：201308—15；修回日期：2013—09—10【摘要】采用直流磁控溅射方法在石英衬底上沉积Nb薄膜，通过四探针电阻测试仪、x射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等测试分析，研究不同衬底温度

2、对Nb薄膜的晶体结构、应力情况、表面形貌和电性能的影响．所制备的Nb薄膜在(110)晶面方向存在明显的择优取向，提高沉积温度可以使结晶质量变好，缓解铌膜内部应力，表面更加致密平整；合适的沉积温度有利于铌膜电阻率的减小，在400~C附近制备的Nb膜电阻率最小(约为18。5cm)，其临界转变温度()为9．1K，表明具有良好的超导特性．关键词：直流磁控溅射，Nb膜，临界转变温度()，内部应力，表面形貌PACC：7470，7475EFFECTSoFDEPoSITIoNTEMPERATUREoNPRoPERTIESOlFNIOlBIUMFILMSDEPoSITEDBYDCMAGNE

3、TRoNSPUTI1ERINGQ1NYu—leiWANGHuiXIONGJieZHAOXiao—huiXIAYu—dongIdLi—huaTAOBo—wanStateKeyLaboratoryoJElectronicThinFilmandIntegratedDevices，UniversityofElectronicSciemeandTechnologyofChina，Changdu610054；AppliedResearchLaboratoryofSuperconductionandNewMaterial，InstituteofElectricalEngineering

4、，ChineseAcademyofSciencesBeijing100190Receiveddate：201308—15；revisedmanuscriptreceiveddate：20l309—10[Abstract]Inthispaper，niobiumfilmswerefabricatedonquartzsubstratesbydirect-current(IX；)magnetronsputtering．Theinfluenceofdepositiontemperatureontheresistivity．crystalstructure．interiorstres

5、sandsurfacemorphologyofNbfilmsweresystematicallystudiedusingfour-pointprobemethod，X-raydiffraction(XRD)andatomicforcemicroscopy(AFM)，respectively．DepositiontemperaturehadastrongeffectontheresistivityandmicrostructureoftheNbfilms．TheXRDresultsindicatedthatNbfilmswerebodycenteredcubicstruct

6、urewithapreferredorientationof(110)．ThestressintheNbfilmsdecreasedwiththeincreaseofthedepositiontemperatur~肠eAFMimagesshowedthatthesurfaceroughnessandgrainsizeoftheniobiumfilmincreasedwiththedepositiontemperatureincreasing．TheresistivityofNbfilmreducedwiththeincreasingdepositiontemperatur

7、eandreachedaminimumof18．5／dkcrnwhenthedepositiontemperaturewas400℃，withsuperconductingtransitiontemperatureofapproximated9．1KKeywords：DCmagnetronsputtering，Nbfilm，superconductingtransitiontemperature，Interiorstress，Surfacemorphology第6期秦玉磊，等：沉积温度对直流磁控溅射Nb膜特性的影响445本实验