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ZnS衬底表面制备HfO_2增透保护膜的性能

赵晓静 , 李成明 , 陈良贤 , 刘金龙 , 冯寅楠 , 黑立富 , 吕反修

材料热处理学报

用射频磁控溅射法在CVD ZnS衬底上制备了HfO2薄膜,利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和纳米力学探针对HfO2薄膜的结构和性能进行了分析和测试。结果表明,制备的HfO2为单斜相,膜层致密、表面平整、粗糙度仅为3.0 nm,硬度(7.3 GPa)显著高于衬底ZnS的硬度(2.6 GPa)。采用ZnO薄膜作过渡层,可有效提高HfO2与ZnS衬底的结合强度。单面镀制HfO2薄膜后,ZnS衬底在8-12μm长波红外波段的透过率最高可达81.5%,较之ZnS基体提高了5.8%,双面镀制HfO2薄膜后透过率最高可达90.5%,较之ZnS基体提高了14.8%,与理论计算结果吻合较好,适合作为ZnS窗口的增透保护膜。

关键词: ZnS , HfO2薄膜 , 增透保护膜 , 射频磁控溅射

HfO2栅介质薄膜的结构和介电性质研究

程学瑞1 , 戚泽明2 , 3 , 张国斌2 , 3 , 李亭亭2 , 3 , 贺博2 , 3 , 尹民1

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00468

采用脉冲激光沉积方法(PLD)在Si (100)衬底上生长了HfO2栅介质薄膜. 利用X射线衍射(XRD)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)对其结构进行了表征, 利用远红外光谱对其声子振动模式和介电性质进行了研究. 结果表明, 室温下制备薄膜为非晶, 衬底温度400℃时已经形成单斜相的HfO2薄膜, 1000℃退火后薄膜更趋向于(1-11)晶面取向, 且结晶质量改善. 薄膜的局域结构研究显示低衬底温度下生长的样品具有更短的Hf--O键长和更高的无序度. 薄膜结构和薄膜质量影响其远红外声子模式, 使得一些低频红外声子模式消失, 造成其介电常数相对体材料有所降低, 但由于影响介电常数的主要远红外声子模式依然存在, 晶态薄膜仍然能保持一定的介电常数值. 

关键词: HfO2薄膜 , high dielectric gate , pulsed laser deposition , phonon

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