偏压对Ti-Si-N纳米复合膜结构和性能的影响

摘要：

以高纯Ti和Si为靶材,在不同偏压下于Ar/N2气氛中溅射沉积了Ti-Si-N纳米复合膜,采用原子力显微镜、X射线衍射(XRD)和划痕法研究了复合膜的结构、界面结合力和摩擦系数与偏压的关系.实验结果显示,溅射Ti-Si-N膜层结构为nc-TiN/a-Si3N4/a-和nc-TiSi2复合结构.纳米复合膜的XRD谱图出现(200)、(111)、(220)和(222)面衍射峰,其中的择优取向为(200)面.在偏压为-150V时,薄膜XRD谱图中出现TiSi2 (311)面衍射峰.发现适当施加负偏压,有利于获得细小、均匀、致密和平整的Ti-Si-N纳米复合膜.在偏压为-120V时沉积的复合膜组织和性能最好,其表面粗糙度为3.26 nm,界面结合强度为53 N,平均摩擦系数为0.11.说明偏压对磁控溅射Ti-Si-N纳米复合膜的微结构和性能有明显影响.

关键词：Ti-Si-N、磁控共溅射、纳米复合薄膜、微结构、偏压、性能

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分类号：TB79;TB34;TB321(真空技术)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51171118;教育部留学回国人员启动基金和辽宁省高等学校优秀科技人才支持计划资助项目LR2013054

在线出版日期：2015-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：259-262