氧化钨薄膜微观结构

薄膜沉积是由最初的原子吸附、脱附、成核、成长到最后形成薄膜，其成核与成长将随着薄膜沉积时的工艺参数（基片温度、基片偏压、气体压强）的改变，影响薄膜的微观结构。在1975年，John A.Thomton提出Zone Models针对溅射沉积金属薄膜时，基片温度与溅射气体压强（Sputtering Gas Pressure）对于薄膜微观结构的影响，提出了四种结构区模型，如下图所示：

在低温高压（Ts/TM＜0.3（TS：基片温度，TM：熔点））条件下，薄膜内部结构容易形成多孔性的细圆柱形晶粒的结构，原因是表面原子迁移率（mobility）低，此区域称为ZoneⅠ。在高温（0.3＜Ts／TM＜0.5）条件下，原子获得较多的热能因而具有较高的迁移率，导致表面扩散能力增强，所以晶粒变细造成薄膜表面平滑，以及晶粒紧密堆积形成柱状结构，此区域称为ZoneⅡ。在更高温（0.5＜Ts/TM）条件下，由于体扩散的能力增强，加上晶粒再重新结晶的因素，则形成高密度等轴晶体（equi-axisgrains）结构，此称为ZoneⅢ。ZoneⅠ与ZoneⅡ之间存在一个过渡区，这个区域称为Zone T.其在低温（Ts/TM≦0.3）低压条件下，薄膜其内部的结构，晶粒紧密堆积排列不易分出晶粒边界，这是遮蔽效应、表面扩散、体扩散及再结晶等现象综合作用的结果，薄膜呈现纤维状结构。


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