不同溅射气压下TiN薄膜的制备及其性能

为研究TiN薄膜的性能尤其是红外发射性能,选用 Ti 靶为溅射靶材,氮气为反应气体,以石英玻璃为基底,在不同溅射气压下(0.1 Pa、0.3 Pa、0.5 Pa、0.7 Pa)采用反应直流磁控溅射技术制备了TiN薄膜,并对其红外发射性能、导电性能、耐腐蚀性能等进行了分析.结果表明:所制备的TiN(200)衍射峰都往大角度方向发生偏移,这跟薄膜的N与 Ti 之比有关.不同的溅射气压使得Ti原子与N原子的结合程度不同,所制备的 TiN 薄膜是非化学计量比化合物.当溅射气压为0.1 Pa时,溅射颗粒与气体分子的撞击次数少,粒子沉积到基底上仍具有足够的能量扩散、迁移,进行均匀有序的晶格排列,薄膜的结晶质量较高,晶粒尺寸最大,电阻率最低.随着溅射压力的增大,溅射颗粒与气体分子的撞击次数变多,能量损耗较大,颗粒沉积到基质中就不能充分地迁移和生长,从而导致电阻率上升.在低溅射气压下,TiN 薄膜表面粗糙度小,具有较低的红外发射率和良好的耐腐蚀性能.