本文關(guān)鍵詞：3d過渡金屬摻雜氮化銅薄膜的制備及應(yīng)用研究　出處：《南京郵電大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：氮化銅晶體是典型的反三氧化錸(ReO3)結(jié)構(gòu)的立方晶體,N原子位于立方體的8個頂點(diǎn),Cu原子位于立方體邊長的中點(diǎn)位置。常溫下,氮化銅是處于亞穩(wěn)態(tài)的黑褐色固體,加熱到300℃以上時會發(fā)生分解反應(yīng)生成Cu和N2。在氮化銅的晶體結(jié)構(gòu)中,由于Cu原子沒有很好的占據(jù)立方體的體心位置,使其存在一個體心空位。如果向氮化銅晶體的體心空位中摻入其他的元素,會使氮化銅的熱光電性質(zhì)發(fā)生很大的改變,對于氮化銅的應(yīng)用研究起到很大的促進(jìn)作用。本文采用了射頻磁控濺射法在硅基底制備氮化銅薄膜,分別研究了3d過渡金屬元素V、Fe、Co、Ni摻雜的氮化銅薄膜,并研究了氮化銅薄膜在集成電路領(lǐng)域的應(yīng)用。將不同濃度V摻雜的氮化銅薄膜進(jìn)行對比分析,討論了其晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、光學(xué)性質(zhì)、電阻率和力學(xué)性質(zhì)的變化與V摻雜濃度之間的關(guān)系。將相同濃度的Fe、Co、Ni摻雜的氮化銅薄膜進(jìn)行對比分析,討論了其晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、光學(xué)性質(zhì)和電阻率的與3d過渡金屬元素之間關(guān)系。其主要結(jié)論和成果如下:氮化銅薄膜中摻雜元素的摻雜濃度有一個上限,這個上限應(yīng)遠(yuǎn)低于理論值的20%。對于V的摻雜濃度在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)在1.3%~1.85%之間。隨著釩濃度的升高,氮化銅薄膜的擇優(yōu)生長取向由(111)向(100)轉(zhuǎn)變,晶體顆粒越來越小,薄膜表面越來越平整,薄膜的電阻率則是是迅速減小。同時,釩摻雜可以增強(qiáng)氮化銅薄膜對光波的吸收率,改善薄膜的力學(xué)性質(zhì),增強(qiáng)其硬度和耐磨性。通過將Fe,Co,Ni這三種金屬的摻雜對比,發(fā)現(xiàn)氮化銅薄膜的結(jié)構(gòu)變化,表面特性和光電學(xué)性質(zhì)的改變都與摻雜元素的電子分布特點(diǎn)有一定的關(guān)聯(lián)。同時,我們還發(fā)現(xiàn)Ni摻雜的氮化銅薄膜還具有一定的熒光特性。利用氮化銅薄膜的低溫?zé)岱纸庑再|(zhì),設(shè)計(jì)出的基于氮化銅薄膜的電路板具有制造方法簡單,成本低,操作便利,易于實(shí)現(xiàn)自動化,對環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。
[Abstract]:Copper nitride crystal is a typical cubic crystal with rhenium trioxide (Reo _ 3) structure. The N atom is located at the middle point of the cube-side length at normal temperature. Copper nitride is a dark brown solid in metastable state. When heated above 300 鈩，

本文編號：1434466