【摘 要】
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磁控溅射沉积法是一种应用于薄膜生长的真空低温沉积方法,具有成本低、设备简单、可重复性好、制备薄膜质量高等优势。采用磁控溅射沉积法制备的薄膜被广泛应用于航空航天、光学、电子器件、工业生产等各个领域。随着真空技术的不断发展,磁控溅射法的应用也更加广泛。但是,磁控溅射沉积方法目前仍存在许多问题:制备的薄膜存在拉应力导致的碎裂、剥落以及压应力导致的起皱等现象;制备含光敏材料的样品时,溅射过程中产生的X射线
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磁控溅射沉积法是一种应用于薄膜生长的真空低温沉积方法,具有成本低、设备简单、可重复性好、制备薄膜质量高等优势。采用磁控溅射沉积法制备的薄膜被广泛应用于航空航天、光学、电子器件、工业生产等各个领域。随着真空技术的不断发展,磁控溅射法的应用也更加广泛。但是,磁控溅射沉积方法目前仍存在许多问题:制备的薄膜存在拉应力导致的碎裂、剥落以及压应力导致的起皱等现象;制备含光敏材料的样品时,溅射过程中产生的X射线会导致光敏材料曝光。针对这一系列问题,我们提出一种基于背面沉积的新方式。将基片放置在样品台背面而不是正对靶材,利用气流裹挟靶材原子实现靶材原子在样品台背面的软沉积。通过改变样品台形状,达到调节气流沉积效果的目的。首先,我们完成了新型磁控溅射沉积系统真空腔体设计,对真空腔体以及真空配件的清洗、检漏、烘烤,搭建了仪器控制机柜、冷却水系统以及气路系统。设计并制作了温度可控且最高温度可达500℃的样品杆,样品杆头部可更换,可利用于背面沉积。其次,应用Lab VIEW控制软件配合USB-6008数据采集卡,完成了系统的控制程序,实现了整套系统的联动控制。最后,利用搭建好的磁控溅射沉积系统,背面沉积的方式,在硅片表面沉积铌薄膜,并利用原子力显微镜（AFM）、探针台、X射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDS）等分析手段来表征薄膜。研究发现,制备的铌薄膜沿（211）晶向择优生长。通过研究基片温度对于铌薄膜质量的影响,发现基片温度对于铌薄膜的表面形貌、电阻率有显著影响。所制备的铌薄膜电阻率高的原因在于铌薄膜在沉积过程中被氧化。通过参数优化,通过背面沉积的方式,在硅片上制备了结晶质量较好,表面光滑致密（RMS为3.1 nm）、电阻率为983μΩ·cm的铌薄膜。
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