复合离子镀AlTiN薄膜的表面形貌-论文.pdf

《复合离子镀AlTiN薄膜的表面形貌-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第49卷第2期真空VACUUMVo1．49，No．22012年3月Mar．2012复合离子镀AITiN薄膜的表面形貌佟莉娜，黄美东，孟凡宇。，刘野，张学谦，王丽格，杜珊(1．天津师范大学物理与电子信息学院，天津300387；2．中国民航大学基础实验中心，天津300300)摘要：本工作将阴极真空电弧沉积法和磁控溅射离子镀法结合形成复合镀膜工艺，即用电弧蒸发Ti靶的同时，用磁控溅射Al靶，并通入反应气体N：，以在高速钢基底上镀制A1TiN薄膜，考察了复合镀膜方法获得的A1TiN薄膜的表面形貌，并将其与单一法

2、镀膜的表面形貌进行了对比分析。电弧离子镀制备的A1TiN薄膜表面颗粒很多，而且尺寸大，表面很粗糙，磁控溅射制备的A1TiN薄膜表面光滑平整，复合镀得到的A1TiN薄膜表面粗糙度介于二者之间，但从形貌上看，复合镀的薄膜呈现出典型的层状生长特征，在SEM下可清晰地看到表面的层状生长在部分区域不完全。测试发现，复合镀薄膜形貌并不是电弧镀和溅射镀薄膜形貌的简单混合，而是具有自身独特的特征，这可能是由于电弧弧光等离子体与溅射的辉光等离子体相互作用的结果。关键词：复合离子镀；AITiN薄膜；表面形貌中图分类号：O4

3、69；TB43文献标识码：A文章编号：1002—0322(2012)02-0077-04SurfacemorphologyoftheAITiNfilmsfabricatedbycompositeionplatingTONGLi-na，HUANGMei-dong，MENGFan-yu，LIUYe，ZHANGXue-qian，WANGLi-ge，DUShan{1．CollegeofPhysicsandElectronicInformationScience，TianjinNormalUniversity,r

4、ian]in30038LChina；2．BasicExperimentalCenter，CivilAvi~ionUniversityofChina，Tianjin300300，China)Abstract：Thisworkcombinesthetwomethodswhicharearcionplating(AIP)andmagnetronsputteringionplating(MSIP)toformacompositeionplating(CIP)．Thatis，theTitargetisevapor

5、atedbyarewhileA1targetismagnetronsputteredsimultaneouslyinthenitrogenplasmainordertodepositA1TiNfilmsonhigh-speedsteels．Thesurfacemorphologyofthefilmsobtainedbythecompositemethodwascomparedwiththosefabricatedbyindividualmethod．Itisseenthattherearemanymac

6、ro—particlesonthefilmsdepositedbyAlP，resultinginaroughsurface，whiletheA1TiNfilmsfabricatedbyMSIPhavesmoothsurfaces．TheroughnessofthefilmsfabricatedbyCIPisintervenient．WhatisinterestingisthatthesurfacemorphologybyCIPexhibitsclassiclayer-by-layercharacteri

7、stics，asshownbytheSEMobservations．TheCIPmorphologyisnotasimplemixtureofmorphologiesofAlPandMSIP，buthasitsspecialcharacteristics．ThisphenomenonmightbeascribedtotheinteractionofarCplasmaofAlPandglow-dischargeplasmaofMSIP．Keywords：compositeionplating；A1TiNf

8、ilm；surfacemorphologyA1TiN膜具有优良的热学、化学、力学等性与其体积之比急剧增加，表面形貌的影响更加显能，被广泛用作微电子器件的扩散阻挡层、抗腐著。例如，A·Kagiyama等人fl1的研究表明，薄膜表蚀保护层与刀模具硬质涂层等，近年来对该薄膜面形貌对薄膜耐腐蚀性能产生重要影响；Y·H·的研究已经比较多，但大部分工作都关注其抗高Shin等人[21发现集成电路中薄膜的表面形态与温氧化行为，而其表面形貌往往受到忽略。实际