射频功率对SiC薄膜防氚渗透性能的影响.pdfVIP

第!粪增型 金属功能材料 V01．8sIIpp 2001年3月 Metallic FIⅡ】di刊№划B Mi菇 —————————————～————～————～一 射频功率对SiC薄膜防氚渗透性能的影响 谭利文王玫王波宋雪梅陈光华严辉 (北京工业大学材料学院新型功能材料教育部重点实验室北京 100D22) 姚振宇 (中国原子能科学研究院275(51)信箱北京102413) 摘要本文采用偏压辅助射频溅射法，在高阻单晶硅(100)莆ll 316L不锈钢双面杯衬底上沉积NC 薄膜，研究丁射频功率对SiC薄膜防氚渗透性能的影响。在不同射颓功率下制备SiC薄膜，并测试 rsic薄膜盼博立叶红外光谱(rnR)、SEM和氚渗透率。测试结果表明，射频功率越高沉积了sic 薄膜的不锈钢双面杯的氚渗透率越小，即SiC薄膜防氚渗透性能越好。同时，发现薄膜中sic的耆 量对薄膜的氚渗透率有重要的影响。另外，sic薄膜均匀致密，光洁度较高。在500aC下，沉积了 sic薄膜的不锈钢双面杯的氚渗透率下降了4个数量级。 关■词SiC 中用分类号 2 文献标识码 薄膜，并对SiC薄膜的氚渗透率进行了测试。 材料、能源和信息是现代社会发展的基 测试结果表明，SiC薄膜具有良好的防氚渗 础，对一次性能源短缺的今天，能源的可持续 透性能。同时，我们在不同的工艺条件下沉 发展尤为重要。核能是能源可持续发展的希 积SiC薄膜，着重研究了射频功率对SiC薄 望，但目前被广泛应用的裂变能还存在诸多 膜氟渗透率的影响。 问题，从长远的发展观点来看裂变能不能解 2样品制备 决能源可持续发展问题。而核能家族中的另 本实验采用偏压辅助射频溅射法和烧结 ～种能源——聚变能，则有望成为未来可持 SiC靶，在316L不锈钢和单晶硅(100)衬底上 续供应的能源，其科学性已经被实验证明。 沉积SiC薄膜，SiC薄膜的厚度约为2／an。为 但是，要真正地开发利用聚变能在技术上还 了减小薄膜中的缺陷浓度和改善薄膜的表面 存在一些难题，其中聚变堆等离子体面对材 光洁度，我们进一步采用分步偏压法制备出 料(删)就是一个关键性的难题。 SiC薄膜。沉积薄膜前不锈锕和单晶硅衬底 由于sic具有良好的热导性能、高温热 经过了严格的清洗，并且在射频功率为 稳定性能、对氚的低扩散率和低溶解度以及 IOOW、衬底偏压为一280V、工作气压为 x 良好的抗辐照性能．因此是一种良好的PFM 1．33Pa(110—2TbⅡ)条件下预溅射10min，其 防氚渗透候选材料…。研究开发均匀、致密 它制备工艺参数如表1所示。我们对制备的 的高质量SiC薄膜，对于开发利用聚变能，解 样品进行了F陬、SEN和氚渗透率的测试， 决人类能源的可持续发展问题有着重要的科 氚渗透率的测试温度为500qc。 学意义和实用价值。 3结果与讨论 我们采用偏压辅助射频溅射法，低温下 在本文中，我们采用材料的氚渗透减低 因子(PRF)来表征材料防氚性能的好坏，PP,．F 在硅和316L不锈钢