【正文】 30℃ are shown and pared to that of asdeposited film at 450℃. △R was increased by postannealing. The effect of postannealing on Tc and △R is summarized in Fig. 1(c) and (d).The data in Fig. 1(c) indicate that Tc of the film deposited at 450℃was not changed by annealing at a temperature in the range of 470530℃. On the contrary, Tc of the film deposited at 400℃ was increased and became closer to typical MIT temperature of VO2, 68℃, with increasing Ta. Tc was 67℃ after annealing at 570℃. The result can be explained that the oxygen deficiency in the oxide films deposited at 400℃ could be more healed by postannealing in O2 environment at a temperature higher than its Ts. The result was different from an earlier report on VO2 films formed by the solgel method in which Tc reached a saturated value by annealing at 430℃. The discrepancy might be due to the difference in film density depending on the deposition method, and sputterdeposited films of higher packing density might require higher Ta to be improved by postannealing.The △R of annealed films are presented in Fig. 1(d). △R could be a measure of improvement of VO2 film quality, such as crystallinity and stoichiometry, etc. △R was increased with Ta and the annealing at 510℃ resulted in the largest value of △R for both the films deposited at 400 and 450℃. However, the annealing at Ta＞510℃ rather induced the decrease of △R. The results in Fig. 1(b) and (d) implicate that annealing at Ta＞510℃ might result in the formation of vanadium oxide phases that are different from VO2 and not contributing to MIT in the temperature region used in this measurement.XRD data (not shown here) indicated that diffraction peaks of V2O5 were dominant in the asdeposited film at 450℃. Although VO2 diffraction peaks were not dominant in the asdeposited film, the abrupt MIT behavior (Fig. 1(a) strongly implicates the presence of VO2 phase even before postannealing. VO2 diffraction peaks became dominant in the film after postannealing.In summary, uniform VO2 films showing an abrupt MIT could be obtained with O2 fraction of 6% at Ts of 400 and 450℃ using RFmagnetron sputter deposition technique. The 110nmthick film deposited at 450℃ showed △R of 103 at 67℃ with no postannealing. The film characteristics could be further improved by postannealing to show △R of 104 with Ta of 510℃.AcknowledgementsThis work was supported by HighRisk and HighReturn Project of ETRI.References[1] . Kim, et al., Phys. Rev. Lett. 97 (2006) 266401.[2] . Kim, et al., Appl. Phys. Lett. 90 (2007) 023515 (and references therein).[3] . Chae, et al., Electrochem. SolidState Lett. 9 (2006) C12.[4] . Chae, et al., J. Korean Phys. Soc. 44 (2004) 884.[5] Y. Shigesato, et al., Jpn. J. Appl. Phys. 39 (2000) 6016.[6] . Chudnovski, Sov. Phys. Tech. Phys. 20 (1976) 999.[7] M. Nagashima, et al., Jpn. J. Appl. Phys. 37 (1998) 4433RF磁控濺射V金屬靶沉積制備VO2薄膜摘要：使用RF磁控濺射沉積法制備二氧化釩薄膜，并描述了將其高溫退火處理后于熱傳感器的應(yīng)用。在4in晶片上薄膜厚度的變化小于2%。通入6 %的O2進行退火后生成的薄膜會產(chǎn)生金屬—絕緣體的曲線突變。在400和450℃沉積出的薄膜未經(jīng)過高溫退火處理，在典型的金屬—絕緣體突變溫度附近產(chǎn)生電阻3個數(shù)量級的的躍變。450℃沉積的110nm厚的VO2薄膜，在經(jīng)過510℃的退火后，在68℃104的電阻突變。關(guān)鍵詞：二氧化釩；金屬—絕緣體躍變；濺射沉積法VO2在發(fā)生MIT轉(zhuǎn)變時會產(chǎn)生其光學(xué)、電學(xué)性能發(fā)生顯著變化。它在高溫時呈現(xiàn)金屬相，為四方金紅石結(jié)構(gòu)，低溫時呈現(xiàn)絕緣相，為單斜晶結(jié)構(gòu)。VO2在68℃附近產(chǎn)生MIT相變這一性質(zhì)在熱傳感器的應(yīng)用方面有著巨大的潛力，比如紅外探測器、智能窗等。VO2有很多制備方法，像溶膠—凝膠法、化學(xué)沉淀法、脈沖激光沉積（PLD）和RF濺射法等等。早期的工作顯示，脈沖激光沉積制備的VO2薄膜比其他的方法制備的薄膜質(zhì)量更好。但是，PLD不適合應(yīng)用于需要大面積均勻的微測輻射計焦平面上。在以上幾種制備VO2薄膜的方法中，濺射法是在襯底上形成大面積均勻密度和濃度最有前景的一種方法。此外，它不需要高溫退火即可有效地在大面積村底上沉積有明顯MIT相變的VO2薄膜。我們目前的工作是使用RF磁控濺射沉積法制備二氧化釩薄膜，并描述了其高溫退火前后的性質(zhì)，通過測量薄膜電阻隨溫度的變化和XRD圖像來研究它的性質(zhì)。濺射法制備VO2薄膜（RF功率為300W）的方法是：在含有Ar和6%的O2，5103托（真空度單位）低壓環(huán)境下，濺射4in金屬釩靶（%），可制備出VO2薄膜。在沉積過程中，襯底放置在一塊可旋轉(zhuǎn)的背面用紅外燈加熱的金屬塊之上，在一塊直徑為4in的圓片范圍內(nèi)薄膜的厚度差異不超過177。2%。通入O2流（流速50sccm，壓強30103托）對薄膜進行后退火。然后用四探針法測試電阻。圖1（a）VO2薄膜的R—T曲線（b）高溫退火后的VO2薄膜的R—T曲線（Ts=450℃）（c）Tc改變量與Ta的對比（d）高溫退火后的△R的改變 圖1顯示了400和450℃的VO2薄膜的電阻—溫度（R—T）曲線（Ts為沉積溫度），加熱和冷卻兩個階段的數(shù)據(jù)分別用h和c表示。熱滯現(xiàn)象是由于熱的轉(zhuǎn)化和吸收而引起。確定MIT溫度（Tc）的方法同樣也在圖1（a）用虛線和箭頭表示出來。450℃沉積的薄膜沒有進行退火的情況下也呈現(xiàn)出典型的VO2薄膜（Tc=67℃）的R—T曲線，但是400℃沉積的薄膜的電阻和電阻隨溫度的變化率都有所減少，Tc也比450℃沉積的薄膜的降低了大約14℃。400℃沉積的薄膜的R—T曲線反映出來的現(xiàn)象是由于缺氧和晶體不完整性產(chǎn)生的。400和450℃的VO2薄膜的在27℃87℃電阻率（△R）103。103數(shù)量級的電阻率已經(jīng)足夠應(yīng)用于熱控開關(guān)。將薄膜從470570℃進行后退火（Ta為退火溫度）。圖1（b）是在490℃，510℃和530℃進行退火的VO2薄膜的RT曲線，將它們與450度的沉積薄膜進行了對比。后退火之后，△R得到了增長，圖1c和圖1d顯示了后退火對Tc和△R的影響。圖1c的數(shù)據(jù)顯示，450℃沉積薄膜的Tc在溫度470530℃的退火中并沒有發(fā)生變化。相反的，400℃的沉積薄膜的Tc出現(xiàn)增長，更接近標(biāo)準(zhǔn)VO2薄膜的MIT溫度（68℃），同時Ta也出現(xiàn)增長。570℃退火后的薄膜Tc溫度為67℃。這個結(jié)論表明，400℃的沉積的氧化物薄膜的缺氧問題可以用下面方法解決——將其放置在O2氣氛中以高于它Ts的溫度進行后退火處理。這個結(jié)果不同于早先報道的溶膠—凝膠法生成的VO2薄膜，它的Tc溫度在430℃退火后達到一個飽和值。這個差異可能是由于不同的沉積方法所形成的薄膜密度的不同造成的。濺射法索生成的高存儲密度薄膜在通過后退火進行改良時則可能需要更高的Ta溫度。圖1（d）顯示的是退火后的薄膜的△R。△R可以像結(jié)晶性質(zhì)和化學(xué)計算法等一樣作為一個評判VO2薄膜質(zhì)量改進的指標(biāo)。400和450℃的VO2薄膜的△R都隨著Ta的變化而升高并在510℃的退火溫度時達到最大值。然而，當(dāng)Ta﹥510℃時卻導(dǎo)致了△R的減小。圖1（b）和圖1（d）表示，當(dāng)退火溫度在Ta﹥510℃時可能導(dǎo)致不同于VO2釩的氧化物的相，而且這些相是不符合這種測量法的MIT溫度范圍的。XRD圖像（沒有貼出）顯示，在450℃制備的薄片中，V2O5的衍射峰占主導(dǎo)地位。雖然薄膜中VO2的衍射峰并不占主要地位，但是在MIT溫度附近的電阻突變強有力的證明了退火前VO2相的存在。退火后VO2相的衍射峰則占有主要優(yōu)勢。總而言之，使用RF磁控濺射沉積法在400℃和450℃制備，然后通入6 %的O2進行退火后生成的均勻的VO2薄膜，會產(chǎn)生MIT突變。450℃沉積的110nm厚度的薄膜沒有經(jīng)過任何退火加工在67℃時的△103。薄膜性質(zhì)在510℃退火后得到更好的改進，△104。參考文獻：[1] . Kim, et al., Phys. Rev. Lett. 97 (2006) 266401.[2] . Kim, et al., Appl. Phys. Lett. 90 (2007) 023515 (and references therein).[3] . Chae, et al., Electrochem. SolidState Lett. 9 (2006) C12.[4] . Chae, et al., J. Korean Phys. Soc. 44 (2004) 884.[5] Y. Shigesato, et al., Jpn. J. Appl. Phys. 39 (2000) 6016.[6] . Chudnovski, Sov. Phys. Tech. Phys. 20 (1976) 999.[7] M. Nagashima, et al., Jpn. J. Appl. Phys. 37 (1998) 443