不同基底转速下磁控溅射掠射角沉积ZrO2薄膜的研究
材料科学
2016-12-09 v1
摘要
在本工作中，一组ZrO2薄膜在82度沉积角、多种基底旋转速度以及0度下沉积。基底旋转对光学、结构、形貌特性和残余应力的影响已被深入研究。由椭偏测量和适当建模估算的折射率显示出随基底旋转而有趣地下降的行为，并借助随基底旋转变化的柱状结构加以解释。GLAD ZrO2薄膜的折射率在1.901至2.011之间变化。常规沉积薄膜呈现2.178的折射率值，显著高于GLAD薄膜。掠射角沉积薄膜折射率的降低是掠射角下主导的原子阴影效应的属性。此外，代表表面晶粒尺寸的关联长度由原子力显微镜数据的适当建模获得，并表现出随基底旋转而下降的趋势。该趋势也归因于随基底旋转变化的柱状微结构。所有掠射角沉积的ZrO2薄膜均具有4.6至5.1 nm的均方根粗糙度，而常规沉积薄膜显示为1.0 nm rms粗糙度。主导的原子阴影效应是GLAD薄膜高粗糙度的原因。掠射角和常规沉积薄膜均表现出沿不同方向取向的单斜相的择优生长。GLAD薄膜还显示出四方相峰，这归因于细小的纳米晶尺寸（~13 nm）。当沉积角从法向切换到掠射角时，残余应力表现出从大压缩应力到小拉伸应力的巨大转变。
引用
@article{arxiv.1612.02627,
title = {Study of ZrO2 Thin Films Deposited at Glancing Angle by Magnetron Sputtering under Varying Substrate Rotation},
author = {R. B. Tokas and S. Jena and J. S. Mishal and K. Divakar Rao and S. R. Polaki and C. Pratap and D. V. Udupa and S. Thakur and Sanjiv Kumar and N. K. Sahoo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.02627},
year = {2016}
}
备注
34 pages, 14 figures, 2 tables