等离子体辅助电子束蒸发沉积TiN薄膜及其研究

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhengjunzhe
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氮化钛(TiN)是一种新型多功能材料,其性能优异,如:硬度大、熔点高、电阻率低、抗腐蚀性强,并且具有独特的金黄色,在机械工业、微电子制造业、珠宝装饰业、玻璃制造业、医学等领域具有广泛的应用前景,有关它的制备研究一直十分活跃。制备TiN薄膜的方法有很多,如:物理气相沉积(PVD)、等离子体化学气相沉积(PCVD)、离子束辅助沉积(IBAD)等。其中离子束辅助增强沉积法由于其沉积温度低、离子能量高、附着力强、成膜质量高等优点,是目前应用较为广泛的沉积技术。  本实验利用TCP离子源和离子束辅助增强沉积技术,在玻璃衬底上制备TiN薄膜。通过改变氮氩气比例、衬底温度、沉积时间和退火,研究不同参数对TiN薄膜晶相结构、表面形貌、电学特性、残余应力和显微硬度的影响,以期制备出高性能TiN薄膜。  原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)观察TiN薄膜的表面形貌表明,不同工艺下制备的TiN薄膜均表面致密平整,提高氮气比例会减小颗粒尺寸;提高衬底温度和退火会使颗粒尺寸增大。X射线衍射仪(XRD)分析TiN薄膜可知,在不同的工艺参数下制备的TiN薄膜结晶度好,TiN薄膜沿应变能最小的TiN(111)面择优取向,以降低系统自由能。在样品中还出现了Ti2N(200)晶面,这是由于氮分压较低时薄膜中Ti原子过量造成。在退火后,高温作用下薄膜中的Ti2N与氮原子发生二次反应,转化成TiN(111)晶向。增大氮氩气比例、升高衬底温度和退火都有利于TiN薄膜生长。四探针法测量TiN电学特性表明,随氮氩比的增加,电阻率先下降受上升;提高衬底温度、退火和沉积时间会使电阻率下降。通过计算TiN薄膜的残余应力发现,不同条件下制备的样品随残余应力增大,薄膜电阻率也增大。薄膜显微硬度受到TiN微观结构的影响,当真空室中氮气过量时,薄膜的硬度会减小;提高衬底温度可以提高薄膜结晶度,薄膜的硬度上升;退火后薄膜残余应力得到释放,硬度下降。
其他文献
本文通过对荣华二采区10
近年来,数字电视技术得到了很大的发展,各国数字电视接收机的标准和制式都不一样,发展多制式数字电视接收机技术是大势所趋。随着芯片技术的发展,软件无线电方案在实现多制式
红外探测系统是一种被动接收红外辐射的设备,兼具成像和目标探测两大功能。它的隐蔽性好、可昼夜工作,和雷达系统的特点互补,无论在军事还是民用领域,都具有很高的应用价值。通过
相变存储器(PCRAM)是一种具有非易失、低功耗、适于低压操作、高密度、兼容更低CMOS工艺节点、高速度、高抗辐射能力的新一代固态存储器件。PCRAM因其各项优异性能,被广泛地认为
特殊环境导致了丰富的真菌多样性。极地和青藏高原具有低温环境,荒漠岩石具有干热和辐射环境,本研究针对低温环境和岩石开展了低温真菌多样性研究和石生真菌多样性研究。从南极
钙库操纵的钙内流是非兴奋细胞上钙流入的主要途径。在过去的约10年内,研究表明这种钙内流通道由STIM1和Orai1蛋白共同组成,STIM1位于内质网上,感受内质网内钙水平变化;Orai1位
中波及双色红外探测器在军事及民用领域都有着广泛的运用。本论文工作针对量子点双色及中波InAs/GaSb二类超晶格红外探测器开展了研究。取得的成果如下:  1.通过采用在InGaA
随着IEEE将MIMO技术其作为第四代移动通信系统的关键技术之一,各种针对MIMO技术的研究变得炙手可热。迄今为止,MIMO技术中的发射和接收端的多天线技术已成为其商业化的最大瓶颈
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.