1. 研究目的与意义（文献综述）

随着现代工业逐步发展，工业技术也随之有了长足的进步。薄膜工艺是半导体工艺中的一个重要的工艺。而如今半导体行业的快速前进使得整个行业对镀膜的要求越来越高。薄膜的制备方法可以分为两种，一种是物理气相沉积即PVD，另一种则是化学气相沉积即CVD。而磁控溅射镀膜属于物理气相沉积中的一种，是由二极溅射发展而来的，通过在靶材表面建立与电场正交的磁场，比较好的解决了二极溅射沉积速率低、等离子体离化率低的问题。它利用带电荷的离子在电场中加速后具有一定动能的特点，将离子引向被溅射的靶材，当离子能量具有合适的值时，入射离子即可将靶表面原子溅射出来。相对于其它的镀膜方法，磁控溅射镀膜的优势在于几乎任何材料都可以作为靶材来溅射，同时在适当条件下可以进行多元靶材共溅射方式，可精确控制沉积比。沉积薄膜的质量较高，附着性好，适于批量生产。因此，磁控溅射镀膜方法广泛应用于电子、机械等多个行业领域中。

而钒是体心立方晶体，是一种硬的、银灰色的、可延展的过渡金属，由于它具有优异的抗腐蚀性能且可增强钒高碳钢的强度，使得钒钢可用于外科器械和牙科植入物等方向。由于其高温下的高强度、较小的中子横截面、较低的长期诱导放射性水平以及对液体碱金属的良好抗腐蚀性，金属钒和钒合金已经广泛应用于核电站等领域。与其它金属相比，钒的硬度更大，在空气中都可能氧化。钒通常以金属或者化合物的形式出现，纯度在99%至99.999%之间，能以棒状、线装、球状和颗粒的形式用于钒薄膜蒸发的原材料。但是目前为止，国内关于钒薄膜的研究非常少，研究成果十分有限。目前，大部分的研究都是围绕着氧化钒薄膜而展开的，而对于金属钒薄膜的研究十分匮乏。少有的几项关于钒薄膜的研究也都是关于其宏观性能的研究，例如机械性能和抗腐蚀性能，例如：完全致密的纳米结构的钒薄膜粒度在100纳米这一数量级，在600℃下纳米结构的钒薄膜维氏硬度为6.0GPa等，而钒薄膜显微结构方面的研究十分有限。所以，国内外都需要加强投入在钒薄膜上的研究，将磁控溅射的技术和领域进一步完善，挖掘出钒薄膜的研究潜力，将磁控溅射研究推向一个新的高度。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

采用磁控溅射技术在单晶氧化镁、氧化铝基板上沉积金属钒薄膜。考察溅射功率、沉积气压、基板温度对钒薄膜的显微结构的影响。

1.钒薄膜的制备技术

3. 研究计划与安排

1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需靶材、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

4-6周：按照设计方案，磁控溅射沉积制备钒薄膜。

7-10周：采用x射线衍射谱仪（xrd）、扫描电子显微镜（sem）、原子力显微镜对样品进行表征，研究制备工艺和沉积参数对于薄膜的生长和性能的影响。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]石永敬,龙思远,王杰,潘复生.直流磁控溅射研究进展[j].材料导报,2008,01:65-69.

[2]杨旭,蔡长龙,周顺,刘欢.直流磁控溅射制备氧化钒薄膜[j]. 光学技术,2010,01:151-154.

[3]魏雄邦.氧化钒薄膜的制备、微结构与特性研究[d].电子科技大学,2008.