退火工艺对磁控溅射生长的Pt薄膜微观结构及电性能的影响

论文摘要

铂（Pt）是温度传感器常见的敏感材料。为了改善退火工艺提高Pt薄膜的电学特性,采用射频磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备了以钽（Ta）为粘附层的Pt敏感薄膜,研究了不同退火温度、退火气氛和退火时间下的Pt薄膜结构以及电学性能方面的差异。结果表明:退火增强了薄膜的结晶化且使晶粒发生长大,从而有效降低了薄膜的电阻率。但过度退火,如退火温度超过1 000℃或过长的退火时间,会导致粘附层中的Ta元素向Pt薄膜中过度扩散,从而增加Pt薄膜的电阻率。在高纯N2（99.999%）、超纯N2（99.999 9%）及空气三种气氛中退火,结果发现在空气中退火的Pt薄膜电阻率最小,原因是空气中的氧元素在高温下穿过Pt薄膜扩散至Ta粘附层,形成了稳定的Ta2O5相,Ta元素向Pt薄膜的扩散减少。退火还提升了薄膜电阻随温度变化的线性度及其电阻温度系数（TCR）,在空气中900℃退火1 h,Pt薄膜的TCR达到3.909×10-3/℃,接近于块状Pt材料的值。此结果对提高Pt薄膜温度传感器的灵敏度具有重要意义。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 汪国军,白煜,胡少杰,张敏,王书蓓,万飞

关键词: 铂薄膜,磁控溅射,退火,电阻率,电阻温度系数

来源: 材料导报 2019年S2期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,材料科学,金属学及金属工艺,工业通用技术及设备

单位: 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安交通大学苏州研究院

基金: 国家自然科学基金青年科学基金(21805221),江苏省自然科学基金(BK20160389),苏州市重点产业技术创新(前瞻性应用研究)项目(SYG201832)~~

分类号: O484.42;TG156.2;TB383.2

页码: 56-60

总页数: 5

文件大小: 3631K

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