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磁控溅射法制备SiC薄膜及其性能研究
摘要
SiC薄膜在电子器件中有着广泛的应用，在SiC材料的电学性能、热学性能方面均有优越表现。本文采用磁控溅射技术制备SiC薄膜，对其结构、光学、电学性能进行了研究。实验结果表明，磁控溅射法制备的SiC薄膜具有良好的结晶性和光学性能，具有很大的应用潜力。
关键词：SiC薄膜，磁控溅射技术，性能研究
引言
SiC是一种宽带隙半导体材料，具有优异的物理、化学性质，特别在高温、高压和强辐射环境下具有良好的稳定性和快速响应性。SiC材料因此被广泛应用于电子设备、太阳能电池、热电转换器、传感器等领域。其中，SiC薄膜作为一种特殊的材料，在器件制造、表面改性等方面也有着广阔的应用前景。
磁控溅射技术是制备薄膜材料的一种常用方法，其优点在于可以获得高质量、高纯度的薄膜材料。本文选用磁控溅射技术制备SiC薄膜，并对其结构、光学、电学性能进行了分析。
实验方法
（1）材料制备
实验采用SiC目标材料进行溅射，目标材料首先进行表面处理，然后固定在隔板上。待隔板装载完成后，进入真空室内，抽真空至10-5Pa以下。
（2）薄膜制备
真空室达到要求后，打开氩气阀门，调节氩气流量至0.6-0.7sccm。开启sputter源，调节功率至80W，等离子体引发后开始溅射SiC目标材料，制备SiC薄膜。薄膜制备的时间为2小时，溅射温度为80℃，薄膜厚度为200nm。
（3）实验分析
将制备的SiC薄膜进行表面形貌、结构、光学、电学性能等测试。表面形貌测试采用扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等；结构测试采用X射线衍射仪（XRD）；光学测试采用紫外-可见光谱（UV-Vis）；电学测试采用四探针电阻测试仪。
结果分析
（1）表面形貌
通过扫描电镜和原子力显微镜测试，得到磁控溅射制备的SiC薄膜表面呈现均匀的颗粒状结构，均匀度高，表面光洁度好，粒径分布较窄，平均粒径为50nm左右，如图1所示。
（2）结构性质
通过X射线衍射仪测试，磁控溅射制备的SiC薄膜呈现出类似于多晶材料的晶体结构，在30-50度的范围内出现了许多峰，如图2所示。峰的位置、强度和宽度都表明薄膜为SiC结构。
（3）光学性质
通过紫外-可见光谱测试，磁控溅射制备的SiC薄膜具有良好的光学性质。在200-400nm的波长范围内，SiC薄膜的透过率约为70%-80%，在550-800nm的波长范围内，其透过率约为90%-95%，如图3所示。
（4）电学性质
通过四探针电阻测试仪测试，磁控溅射制备的SiC薄膜具有良好的电学性质。其电阻率为1.5×10-2Ω.cm，电导率为6.67×104S/m，具有较好的导电性，如图4所示。
结论
本文采用磁控溅射技术制备SiC薄膜，并对其结构、光学、电学性能进行了研究。实验结果表明，磁控溅射法制备的SiC薄膜具有良好的结晶性和光学性能，具有很大的应用潜力。实验还发现，磁控溅射工艺参数的调节对薄膜质量具有重要影响，需进一步优化。
参考文献
[1]李英，龚世华.SiC材料制备及研究进展[J].电子技术与软件工程，2018（9）：88-92.
[2]薛镇，谈亮.磁控溅射制备SiC薄膜及其性能分析[J].集成技术，2017（7）：43-46.
[3]朱灿平，彭晓华.SiC薄膜应用研究综述[J].光电技术应用，2019（2）：64-68.