氮氩流量比与基底温度对射频溅射TiN薄膜性能的影响

摘要：

采用射频磁控溅射技术,以纯钛为靶材,氮气为反应气体,通过改变氮氩流量比与基底温度在304不锈钢及玻璃表面制备了不同的TiN薄膜.利用能谱仪、扫描电镜、台阶仪、四探针仪、划痕仪和纳米压痕仪对制备的所制薄膜的氮钛原子比、表面形貌、沉积速率、方块电阻、膜基结合力和纳米硬度进行表征.结果表明:随着氮氩流量比的增大,TiN的形貌先由四面锥体凸起结构逐渐过渡至柱状晶体堆积结构,然后转变为稀疏的液滴状颗粒结构,直至平整光滑,致密均匀.在氮气和氩气的流量分别为5.0 mL/min和50.0 mL/min的条件下,基底温度25～400°C范围内制备的TiN薄膜的结合力介于135.4 mN与210.2 mN之间.当基底温度为300℃时,薄膜的沉积速率最大,颜色最接近金黄色,氮钛原子比最接近1,结合力和纳米硬度也都最大.

关键词：氮化钛;射频磁控溅射;氮氩流量比;基底温度;微观形貌;沉积速率;力学性能;方块电阻

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分类号：TG174.444(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;北京市科技新星计划

在线出版日期：2022-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1776-1780