一、高频溅射二氧化硅薄膜电容器（论文文献综述）
张际亮[1]（2008）在《铝基硅氧化物陶瓷膜层制备、性能及机理研究》文中进行了进一步梳理金属基陶瓷涂层既有金属的韧性、强度、导电性等性能,又有陶瓷材料高硬度、高强度、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优点,在航天、航空、电力、电子等工业中得到广泛应用。大量研究表明硅氧化合物陶瓷膜层具有特殊的光学、电学、力学等性能,广泛应用于光电功能器件、集成电路、高阻隔材料等领域。通过CVD技术制备金属铝基硅氧化物陶瓷膜层,是一个尚未进行研究的领域,技术瓶颈在于常规CVD技术的工艺温度高于铝的熔点。本论文研究开发低温常压化学气相沉积（APCVD）技术,在铝及其合金基底上成功制备硅氧化物陶瓷薄膜;采用多种检测技术对表面结构性能进行表征;探讨了薄膜的形核机理,对经典形核理论进行修正,提出了形核模型。通过对基底预处理以及工艺参数的研究,系统考察薄膜生长组织和表面形貌的影响因素,沉积温度对薄膜厚度的影响呈单峰状,最佳沉积温度为400℃;最佳沉积气体流量为硅烷稀释气流量0.2L/min,空气0.3L/min;载气（氮气）流量同薄膜的生长速率呈线性关系,最佳流量为2L/min;薄膜厚度变化随沉积时间增加线性增大;薄膜SEM表面形貌由大量的球状或等轴状硅氧化物颗粒镶嵌堆垛而成,颗粒间存在间隙;随着沉积时间的增加,颗粒发生融合长大,间隙体积减少。沉积薄膜后续退火有助于薄膜表面发育完整,减少孔隙,使硅氧化物球状颗粒发生融合粗化长大;退火温度越高,保温时间越长,薄膜颗粒融合长大越充分。退火可使薄膜中发生铝、硅、氧原子互扩散,改变薄膜结构,增强了薄膜与铝基的结合力。铝硅氧化物薄膜在反应温度下能够自发进行沉积生长。薄膜同基底结合部位原子互扩散过程中能够形成稳定的Al-O-Si复杂晶体结构,促进表面形核和长大;薄膜形核率以及生长速率同气压、温度、界面能、界面接触角、沉积表面扩散激活能、气相反应形核能垒、表面解附能等有关。由于APCVD技术气压高,温度低,气相反应能垒小,沉积形核率高,因此薄膜呈现非晶态具有各种缺陷以及悬挂键。硅氧化物薄膜表层O/Si原子比稳定在2.2—2.4之间,证明该结构中的氧除了与硅键合外,还以OH基团存在,形成Si-OH结构;该表层O/Si原子比与沉积时间没有直接关系。薄膜存在成分过渡层,有铝、硅、氧原子的互扩散现象;铝和硅原子通过氧原子形成桥连的Al-O-Si键合结构,局部区域组成复杂类尖晶石结构,也对薄膜同基底的紧密结合起重要作用;铝基硅氧化物薄膜大部分为非晶态结构,表层局部区域还发现晶态的SiO2结构生成。铝基硅氧化物薄膜具有胞状组织形貌,胞状组织具有交叠层片亚结构。其生长机理是:硅烷和氧气在铝基表面反应生成硅氧化物微粒,与铝基表面的新鲜氧化铝结合成为成膜核心;后续的气源分子依附形核点继续反应,使初生晶核发育长大,形成的岛状硅氧化物分子团,在三维竞争生长过程中,因硅氧化物与铝基表面的新鲜氧化铝键合力较强,两者“浸润”性能较好,XY方向上生长速度大于Z方向,岛状单元的长大形成亚结构层片,相互接触,构成胞状组织的底层;这种形核—长大—融合的层片生长过程反复进行,构成具有层片式亚结构的胞状组织。铝基硅氧化物薄膜的亚结构层片由Si-O-Si无规网络环状结构组成,还包含硅悬挂键、Si-Si共价键以及Si-OH键合结构,产生原因是Si-O-Si键合中的桥氧产生空位,形成硅悬挂键结构;部分硅悬挂键通过相互键合形成“≡Si—Si≡”共价键结构,部分通过获取气相中OH集团和氢原子形成Si-OH结构及Si-H结构。研究并分析了铝基硅氧化物薄膜性能及机理。划痕实验载荷达到80N,切应力达到1.24GPa时,薄膜仍未发生剥落,这种良好的结合力依靠氧同铝硅的强烈键合作用和铝硅氧原子发生互扩散。铝基硅氧化物薄膜能有效提高样品表面硬度,但由于薄膜表面存在孔隙,且硅氧化物薄膜表面容易在外力作用发生坍塌挤压;随着载荷压力的增大,薄膜将随基底一起发生塑性形变。硅氧化物薄膜能有效提高铝及铝合金表面的耐磨性,磨损机理是对磨时,薄膜表面发生坍塌挤压,形成细小的硅氧化物陶瓷碎片或粉末充当磨粒,形成磨粒磨损;磨损量的变化具有线性变化规律。铝基硅氧化物陶瓷薄膜在紫外光到红外光波段具有很好的光吸收性能,反射率均低于30%;吸收光的原因是由于薄膜由大量硅氧化物颗粒堆跺而成,颗粒间存在孔隙,光线进入内部空洞后通过不断反射,延长了光线的传播距离,消耗一部分能量;非晶态薄膜内部存在大量不同类型缺陷,悬挂键、氧空位等结构缺陷都会吸收不同波长的光,显着降低薄膜的光学反射率。以激光作为激发光源,薄膜呈现大范围波段的光致发光,发光机理是薄膜中大量的缺陷结构在激光激发下产生电子跃迁发光,呈白色荧光;铝合金基底的硅氧化物薄膜发光强度要高于纯铝基底,原因是铝合金基底含有其他元素成分,在制备薄膜的过程中扩散到薄膜内部,引起薄膜内部缺陷结构的变化。铝基硅氧化物薄膜表面具有良好的聚乙烯热喷涂工艺性,由于硅氧化物薄膜表面孔隙率较高,部分粘流态的聚乙烯进入到薄膜孔洞中,增大了聚乙烯薄膜同硅氧化物薄膜的附着力。
刘慧斌[2]（2007）在《溶胶—凝胶法制备PZT纳米点薄膜研究》文中进行了进一步梳理铁电薄膜作为铁电材料一种极为重要的形态，具有非常特殊的铁电性、压电性、光电效应、热释电效应、光折变等一系列重要的特性和性能，而在铁电材料中占有重要的一席之地。而且由于铁电薄膜体积小，厚度仅在数十纳米到微米之间，非常适合平面加工工艺，受到了材料科学、信息科学和微电子学等领域众多学者的关注。在众多的铁电材料中，Pb(ZrxTi1-x)O3（PZT）因其优良的介电性能、压电性能、热电性能、铁电性能、光电性能和以及易与半导体技术集成等特点而引起国内外学者的广泛关注，已成为铁电存储器、传感器、微型压电驱动器、薄膜电容器、声表面波器件和各种精密仪器中不可缺少的重要材料。实验中采用溶胶-凝胶法在基板上旋涂制备PZT纳米点薄膜，其优点在于可以在较大面积内形成均匀的点薄膜。工作主要从两个方面开展，一部分是稳定化PZT先驱体溶胶体系及其影响因素的分析，并讨论PZT晶化的最佳热处理温度；另一部分是分别在Si基板和Ti基板上制备PZT纳米点薄膜，对其成分和形貌进行研究。在稳定化PZT先驱溶胶体系及其影响因素的分析中，通过实验我们发现，在PZT先驱溶胶的配制过程中，铅离子与锆离子容易发生沉淀从而影响先驱溶胶的稳定均一性；在其影响因素中，pH值占主导地位，而于温度条件的关系并不紧密。通过差热和不同热处理温度后样品的XRD分析，发现配制的PZT先驱溶胶的最佳晶化温度在700℃—800℃之间。在基板上旋涂PZT纳米点薄膜的工作，我们主要在两个基板体系中展开，即Si基板和Ti基板。在Si基板体系中，由于Si与PZT晶格适配率较大，难以直接在基板上生长钙钛矿型的结构PZT薄膜，需要引入PT过渡层。过渡层的引入促进了钙钛矿结构的PZT形成，但是却没有达到制备PZT纳米点薄膜的预期目的。Ti基板体系的选取主要针对水热法。PZT能够较为容易的在Ti基板上成核生长，但有多种钛的氧化物伴随而生，在一定程度上影响了薄膜的质量；同时PVP添加剂作用下，能够在一定的范围内得到PZT纳米点薄膜。PZT／Ti体系的水热结果中，PZT纳米点在一定的范围内均匀分布生长。现阶段的实验中，我们在纳米点薄膜的制备中取得了一定成果：通过PVP添加剂的分散作用，在一定范围内制备了较为均匀的PZT纳米点薄膜，而且通过水热法在基板上生长了分布较均匀的PZT纳米点。但却并没有达到我们大面积制备PZT纳米点薄膜，并实现对PZT纳米点大小进行调控的预期结果。需要对制备工艺进行调整，并在更大的范围选取更加合适的基板。
曹经华[3]（1986）在《微带薄膜电容器的研制》文中提出本文叙述了微带薄膜电容器的设计制造工艺,并测量了电特性。这种电容器电容密度可在20pF/mm2到100pF/mm2范围内变化,在微波集成电路中有广泛的用途。电容器采用溅射钽薄膜作为电容器下电极,阳极氧化五氧化二钽和高频溅射二氧化硅为介质,再以蒸发铬金作为上电极。此种电容器适于大批量生产,最终以芯片形式焊入微电路中。电容器的电容特性和长期稳定性一般都超过一氧化硅薄膜电容器。
曹经华[4]（1984）在《微带薄膜电容器的设计和制造工艺》文中研究说明 本文叙述微带薄膜电容器的设计和制造工艺。这种电容器作为集总参数元件在微带集成电路中可供带线耦合和高频旁路等用。本电容器为芯片形,可方便地焊入微带电路中。电容器的电容密度在20～l50微微法/毫米2之间,tgδ≈0.0003～0.003,工作电压一般可在50～80伏范围,且无极性。1.5～5.9千兆赫频率下的电压驻波比为1.2～1.4。净插入损耗≤0.3分贝。该电容器为带状结构,带宽0.8毫米,长4毫米,能与通用微带电路相配。电容器
二、高频溅射二氧化硅薄膜电容器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高频溅射二氧化硅薄膜电容器（论文提纲范文）
（1）铝基硅氧化物陶瓷膜层制备、性能及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和进展 |
| 1.2 本论文研究的目的 |
| 1.3 本文结构和内容提要 |
| 第二章 铝基硅氧化物薄膜研究进展 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 硅氧化物薄膜的制备方法 |
| 2.2.1 物理沉积方法 |
| 2.2.2 化学沉积方法 |
| 2.2.3 其他制备方法 |
| 2.3 硅氧化物薄膜性能和机理研究进展 |
| 2.3.1 光学性能 |
| 2.3.2 电学性能 |
| 2.3.3 磁学性能 |
| 2.3.4 力学性能 |
| 2.3.5 阻隔性能 |
| 2.3.6 其他性能 |
| 2.4 硅氧化物薄膜的应用 |
| 2.4.1 光学器件 |
| 2.4.2 电功能器件 |
| 2.4.3 光电器件与传感器 |
| 2.4.4 其他功能器件 |
| 2.4.5 阻隔材料 |
| 2.4.6 表面改性应用 |
| 2.4.7 其他应用 |
| 2.4.8 应用小结 |
| 2.5 薄膜生长机理简介 |
| 2.6 课题研究方向 |
| 第三章 铝基硅氧化物薄膜的制备与实验方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 低温常压化学气相沉积法制备硅氧化物薄膜方法简介 |
| 3.2.1 实验原料的选择 |
| 3.2.2 实验设备简介 |
| 3.2.3 实验样品的预处理 |
| 3.2.4 薄膜沉积基本过程 |
| 3.2.5 退火工艺 |
| 3.2.6 聚乙烯涂覆 |
| 3.4 铝和铝合金基底硅氧化物薄膜的检测和表征方法 |
| 3.4.1 形貌表征方法 |
| 3.4.2 成分分析方法 |
| 3.4.3 结构表征方法 |
| 3.4.4 性能检测方法 |
| 第四章 铝基硅氧化物薄膜沉积工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预处理对SiO_x薄膜的影响 |
| 4.2.1 基底表面基本预处理 |
| 4.2.2 电解抛光和阳极氧化预处理 |
| 4.3 沉积工艺参数的研究 |
| 4.3.1 温度的影响 |
| 4.3.2 气体成分的影响 |
| 4.3.3 载气的影响 |
| 4.3.4 沉积时间的影响 |
| 4.3.5 最佳沉积工艺 |
| 4.4 后续处理 |
| 4.4.1 退火 |
| 4.4.2 高分子涂覆 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 铝基硅氧化物薄膜XPS成分分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 沉积时间对薄膜成分的影响 |
| 5.2.1 薄膜表面成分研究 |
| 5.2.2 薄膜亚表层的成分研究 |
| 5.2.3 薄膜内部成分研究 |
| 5.3 铝基硅氧化物薄膜成份深度蚀刻分析 |
| 5.3.1 蚀刻分析XPS谱 |
| 5.3.2 不同沉积时间的影响 |
| 5.3.3 薄膜成分随深度的变化规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 铝基硅氧化物薄膜组织形貌与结构分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 X射线衍射分析 |
| 6.2.1 铝基硅氧化物XRD分析 |
| 6.2.2 气相反应硅氧化物粉末XRD分析 |
| 6.2.3 沉积时间的影响 |
| 6.3 透射电子显微镜分析 |
| 6.3.1 TEM形貌分析 |
| 6.3.2 TED结构分析 |
| 6.3.3 HRTEM高分辨形貌与结构分析 |
| 6.4 光致发光谱分析 |
| 6.4.1 氙灯光致发光谱研究 |
| 6.4.2 激光光致发光谱研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 铝基硅氧化物薄膜红外光谱分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 红外光谱结构分析 |
| 7.2.1 气相反应硅氧化物粉末IR结构分析 |
| 7.2.2 沉积时间对铝基硅氧化物薄膜红外结构的影响 |
| 7.2.3 铝合金基底硅氧化物薄膜IR结构分析 |
| 7.2.4 铝基底硅氧化物薄膜NIR结构分析 |
| 7.2.5 分析结果讨论 |
| 7.3 红外光谱成分分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 铝基硅氧化物薄膜的生长机理 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 薄膜生长模型 |
| 8.2.1 薄膜生长机理 |
| 8.2.2 薄膜同基底互扩散机理 |
| 8.3 硅氧化物结构模型 |
| 8.3.1 薄膜表面结构 |
| 8.3.2 薄膜内部结构 |
| 8.3.3 薄膜同基底结合部位结构 |
| 8.4 热力学分析 |
| 8.4.1 形核长大热力学分析 |
| 8.4.2 扩散过渡层结构热力学机理 |
| 8.5 动力学分析 |
| 8.5.1 气相分子动力学 |
| 8.5.2 形核长大动力学分析 |
| 8.5.3 动力学分析结果讨论 |
| 8.6 本章小结 |
| 第九章 铝基硅氧化物薄膜的性能研究 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 铝基硅氧化物薄膜和基底结合性能研究 |
| 9.2.1 拉拔试验 |
| 9.2.2 划痕测试 |
| 9.2.3 薄膜和基底结合力讨论 |
| 9.3 硅氧化物薄膜力学性能研究 |
| 9.3.1 薄膜表面显微维氏硬度 |
| 9.3.2 薄膜表面纳米压痕测试 |
| 9.4 铝基硅氧化物薄膜磨损性能研究 |
| 9.4.1 磨损量的影响因素 |
| 9.4.2 磨损形貌观察 |
| 9.4.3 磨损机理和结果讨论 |
| 9.5 光学性能研究 |
| 9.5.1 薄膜表面光吸收性能 |
| 9.5.2 光致发光性能 |
| 9.6 本章小结 |
| 第十章 总结与展望 |
| 10.1 全文结论 |
| 10.2 主要创新性成果 |
| 10.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间第一作者发表的课题相关论文 |
| 致谢 |
（2）溶胶—凝胶法制备PZT纳米点薄膜研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 薄膜结构 |
| 1.2.1 无定形结构 |
| 1.2.2 多晶结构 |
| 1.2.3 纤维结构 |
| 1.2.4 单晶结构 |
| 1.2.5 薄膜新结构 |
| 1.3 铁电薄膜的性能 |
| 1.3.1 自发极化 |
| 1.3.2 铁电畴 |
| 1.3.3 居里点 |
| 1.3.4 介电常数 |
| 1.3.5 热释电效应 |
| 1.3.6 压电效应 |
| 1.4 铁电薄膜的应用 |
| 1.4.1 铁电随机存取存储器 |
| 1.4.2 动态随机存储器 |
| 1.4.3 铁电场效应晶体管 |
| 1.4.4 声表面波器件 |
| 1.4.5 微机电系统器件 |
| 1.4.6 红外探测与成像器件 |
| 1.4.7 其他光学器件 |
| 1.5 PZT晶体结构和性能 |
| 1.5.1 PZT晶体结构 |
| 1.5.2 PZT相图分析 |
| 1.6 PZT薄膜的制备方法 |
| 1.6.1 Sol-Gel法 |
| 1.6.2 真空蒸发法 |
| 1.6.3 溅射法 |
| 1.6.4 脉冲激光沉积法 |
| 1.6.5 化学气相沉积 |
| 1.6.6 分子束外延法 |
| 1.7 选题的目的和意义 |
| 第二章 实验 |
| 2.1 实验原料与器材 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.2.1 基板的清洗工艺 |
| 2.2.2 PZT溶胶制备 |
| 2.2.3 PT溶胶的制备 |
| 2.2.4 PZT/PT复合纳米点薄膜的制备 |
| 2.2.5 制备PZT纳米点薄膜的流程图 |
| 2.2.6 水热法在基板上生长PZT |
| 2.3 测试方法 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 场发射扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 傅立叶红外吸收光谱(FT-IR) |
| 2.3.4 差热分析(DTA) |
| 第三章 稳定化PZT先驱体溶胶及PZT凝成研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 稳定化PZT先驱体溶胶及其影响因素分析 |
| 3.2.1 PZT先驱溶胶溶液产生沉淀的分析 |
| 3.2.2 温度对PZT溶胶溶液稳定性的影响 |
| 3.2.3 pH值对PZT溶胶溶液稳定性的影响 |
| 3.3 凝成钙钛矿结构PZT的热处理分析 |
| 3.3.1 PZT干凝胶的差热分析 |
| 3.3.2 钙钛矿结构PZT晶化的热处理分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 PZT纳米点薄膜的表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Si基板上生长PZT纳米点薄膜 |
| 4.2.1 PZT/Si薄膜的XRD分析 |
| 4.2.2 PZT/PT/Si薄膜结构的XRD分析 |
| 4.2.3 PZT薄膜的表面形貌分析 |
| 4.3 Ti基板上生长PZT纳米点薄膜 |
| 4.3.1 PZT/Ti结构的XRD分析 |
| 4.3.2 PZT/Ti结构中PZT薄膜的表面形貌分析 |
| 4.3.3 PVP添加剂对PZT表面形貌的影响 |
| 4.4 水热法在基板生长PZT纳米点研究 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 研究生期间发表得学术论文 |
| 致谢 |
四、高频溅射二氧化硅薄膜电容器（论文参考文献）
- [1]铝基硅氧化物陶瓷膜层制备、性能及机理研究[D]. 张际亮. 浙江大学, 2008(09)
- [2]溶胶—凝胶法制备PZT纳米点薄膜研究[D]. 刘慧斌. 浙江大学, 2007(02)
- [3]微带薄膜电容器的研制[J]. 曹经华. 电子元件与材料, 1986(02)
- [4]微带薄膜电容器的设计和制造工艺[J]. 曹经华. 现代雷达, 1984(Z1)