氮气分压对直流磁控溅射Ti-Si-N膜的影响

摘要

在利用磁控溅射方法制备Ti-Si-N膜的过程中,反应气体中氮气的分压是一个重要的参数.本文采用钛-硅复合靶,在不同氮气分压下制得了一系列Ti-Si-N膜,并借助能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、纳米压入仪和划痕仪对膜层的成分、结构和力学性能进行了分析.结果表明,少量氮气的加入能制得纳米硬度高达53GPa的Ti-Si-N膜.随着氮气分压的增加,纳米硬度逐渐下降.随着氮气分压的增加,膜层中TiN相和Si3N4相的比例减小,同时,TiN晶粒的平均尺寸也逐渐减少.这两个趋势的共同作用使得Ti-Si-N膜随氮气分压的变化发生非线性的变化。