1、精密加工與制造技術(shù)的不斷發(fā)展，要求薄膜傳感器具有微小化、高靈敏度、高分辨率、耐高溫等能在惡劣環(huán)境下正常工作的特性。而制備表面質(zhì)量高、絕緣性好、抗損傷性強的傳感器基底絕緣膜又是獲得薄膜傳感器優(yōu)良性能的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文利用直流磁控濺射和射頻磁控濺射技術(shù)，進行某傳感器基底Al2O3薄膜絕緣層的制備工藝及性能研究，對于指導(dǎo)薄膜傳感器工藝設(shè)計及應(yīng)用的快速發(fā)展，具有十分重要的理論意義及較好的工程應(yīng)用價值。
　　文中在對薄膜傳感器絕緣膜的性能

2、要求、磁控濺射鍍膜原理研究分析的基礎(chǔ)上，首先以載玻片和硅片為基底，分別對直流和射頻條件下在基底上沉積Al2O3薄膜開展研究，通過單因素試驗，研究直流和射頻下濺射靶功率、O2流量、工作氣壓、負偏壓、本底真空等工藝參數(shù)的變化對沉積速率、表面粗糙度、表面形貌和物相結(jié)構(gòu)等的影響規(guī)律情況。
　　研究結(jié)果表明:在一定工藝參數(shù)范圍內(nèi)，直流沉積薄膜時，Al2O3薄膜的沉積速率和薄膜表面粗糙度隨著濺射靶功率的增加不斷增大;Al2O3薄膜的沉積速率隨

3、著O2流量增加不斷下降，薄膜表面粗糙度先降低后保持不變;隨著反應(yīng)腔工作氣壓的增大，Al2O3薄膜的沉積速率先增大后減小，在1.0Pa時達到最大速率，薄膜表面粗糙度先減小后保持不變;Al2O3薄膜的沉積速率隨著加載的負偏壓增加不斷降低;隨著本底真空度的提高，Al2O3薄膜的沉積速率不斷增大。采用射頻方法時，Al2O3薄膜的沉積速率和薄膜表面粗糙度隨著濺射靶功率的增加不斷增大;O2流量增加時Al2O3薄膜的沉積速率不斷下降，薄膜表面粗糙度先

4、降低后保持不變;隨著反應(yīng)腔工作氣壓的增大，Al2O3薄膜的沉積速率先保持不變后不斷減小，Al2O3薄膜表面粗糙度先增大后保持不變;Al2O3薄膜的沉積速率隨著本底真空度提高不斷增大。O2流量為0.8sccm、1.0sccm、1.2sccm時直流和射頻制備的薄膜均呈透明狀且表面均勻致密，常溫下不同O2流量制備的Al2O3薄膜均為非晶態(tài)。
　　在單因素試驗研究的基礎(chǔ)上設(shè)計正交試驗，繼續(xù)深入研究直流、射頻方法下，濺射靶功率、O2流量、工

5、作氣壓的綜合變化對Al2O3薄膜濺射沉積速率的影響，并對正交試驗結(jié)果進行極差與方差分析。獲取了較優(yōu)的直流、射頻薄膜制備工藝參數(shù)并進行薄膜的制備，對制備薄膜的沉積時間、薄膜表面粗糙度、薄膜的復(fù)合硬度進行檢測并對比分析，選定了優(yōu)化后的直流濺射工藝參數(shù)并實施Al2O3薄膜的制備。通過對制備的薄膜進行掃描電鏡觀測和能譜檢測，驗證了所選工藝參數(shù)的合理性。對常溫下不銹鋼基底上制備的Al2O3薄膜進行退火處理，測試分析退火溫度對薄膜晶體結(jié)構(gòu)影響，結(jié)果

6、表明:與常溫制備薄膜相比，退火溫度800℃時出現(xiàn)γ-Al2O3晶體結(jié)構(gòu)，奧氏體相消失，退火溫度1000℃時出現(xiàn)α-Al2O3晶體結(jié)構(gòu)和金屬間化合物AlFe。
　　利用薄膜傳感器的結(jié)構(gòu)要求與傳感器薄膜的性能要求探索了制備Al2O3絕緣膜的工藝方法，得出了濺射靶功率、O2流量、工作氣壓、負偏壓和本底真空度等因素對直流和射頻濺射沉積薄膜性能等的影響規(guī)律，改進并優(yōu)化了Al2O3薄膜制備工藝，結(jié)合退火工藝得出了退火溫度對Al2O3薄膜晶體結(jié)