工作气压对直流磁控溅射Mo薄膜的影响.pdf

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1、第42卷第1期2013年2月表面技术VOI．42No．1Feb．2013SURFACETECHNOLOGY工作气压对直流磁控溅射Mo薄膜的影响曹德峰，万小波，邢丕峰，易泰民，杨蒙生，郑凤成，徐导进，王昆黍，楼建设，孔泽斌，祝伟明(1．中国工程物理研究院激光聚变研究中心，绵阳621900；2．上海精密计量测试研究所，上海201109)[摘要]利用直流磁控溅射技术在单晶si(110)基底上制备Mo薄膜，分析了工作气压对沉积速率、表面质量及微观结构的影响。结果表明：薄膜的沉积速率随压强的增大而增加；低气压下沉积的Mo薄膜表面质量较好且结构致密，高气压下沉积的Mo

2、薄膜表面质量较差且结构疏松；在工作气压为0．8Pa时．制备的M0薄膜晶粒尺寸与微观应力值最小。[关键词]Mo薄膜；直流磁控溅射；工作气压；晶粒尺寸；微观应力[中图分类号]TG174．444；0484[文献标识码]A[文章编号]1001—3660(2013)01-0071-04EfectsofWorkingPressureonMoFilmsbyDirectCurrentMagnetronSputteringCAODe-feng，，WANXiao—bo，XINGPi-feng，YITai-min，YANGMeng．sheng，ZHENGFeng．cheng，D

3、ao-jin，WANGKun-shu，LOUJian-she，KONGZe-bin，ZHUWei—ming(1．ResearchCenterofLaserFusion，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China；2．ShanghaiResearchInstituteofPrecisionMeasuringandTesting，Shanghai201109，China)[Abstract]MofilmsweresuccessfullydepositedbyDCmagnetronsputterin

4、gonSisubstrates．Theinfluencesofdeposi—tionrate，surfacetomographandmicrostructurewereanalyzed．Theresultsshowthatdepositionrateincreaseswithpressure．Thefilmsputteredatlowpressurehasgoodcrystallizationandexhibitesdensestructure．Underhighpressureconditions，thefilmexhibitesbadcrystalli

5、zationandloosestructure．Atthepressureof0．8Pa，thefilmhaslowestvalueofcrysizeandmicros—train．[Keywords]molybdenumfilms；directcurrentmagnetronsputtering；workingpressure；grainsize；microstrainMo具有高的热稳定性(高熔点)、高的机械强度底结合力强等优点，采用该方法能够获得满足太阳能以及良好的电学性能(低电阻)，常用作Cu(In，Ga)Se，电池背接触层要求的Mo薄膜。(CIGS

6、)薄膜太阳能电池的背接触层_1一。]。背接触层Mo薄膜的优劣会直接影响CIGS吸收层薄膜材料的表1实验面形貌和电池使用寿命等，因此显得尤为重要。背接触层材料应具有较高的光反射率、较低的电阻率，并能1．1样品制备够抵抗吸收层CIGS薄膜沉积过程中的高腐蚀性气氛，采用JGP560型超高真空复合镀膜机，在不同工作这就要求背接触层材料具有较高的纯度，且与基底结气压(以Ar气为工作气体)下沉积Mo薄膜。基底选合要好。此外，金属Mo薄膜材料还在大面积集成电用(110)面单晶si，沉积薄膜前依次经过丙酮、酒精和路[]、软x射线反射元件[]及Mo／Si多层膜软x去离子水超

7、声清洗，然后用氮气快速吹干，以除去表面射线_8等领域也得到了广泛应用。的油污、杂质等，获得较为洁净、活性较高的基底。溅目前，制备Mo薄膜的技术有精密车削加工、精密射靶材为纯度99．99％的金属Mo靶。沉积薄膜时，靶轧制、物理气相沉积、电子束蒸发等，但这些方法均有基距为200mm。溅射室的本底真空度为6x10～Pa，溅一定的局限性。由于Mo具有硬度大、应力较大和高射功率为320W，选择的工作气压分别为0．2，0．4，熔点的特性，采用车削加工、轧制技术和电子束蒸发，0．8，1．2，1．6，2．0，2．4Pa，沉积时间均为1h。沉积薄难以获得微米量级的薄膜。直流

8、磁控溅射技术制备的膜前，用挡板挡住溅射靶，预溅射15min，以除去