氮气含量对射频磁控溅射法制备的AlN薄膜微观结构与力学性能的影响

• 作者: 余志明 刘丹瑛 张雄伟 王一佳 罗嘉祺 魏秋平 龙芬
• 来源期刊: 粉末冶金材料科学与工程
• 关键词: 氮化铝薄膜 反应溅射 择优取向 纳米压痕 硬度
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 工艺技术
• 页码范围: 101-107
• 页数: 7页
• 分类号: O484
• 语种: 中文

摘要

用Ar气和N2气分别作为溅射气体和反应气体，采用射频反应磁控溅射法，通过调节工作气体(Ar气与N2气的混合气体)中N2的含量(体积分数)φ(N2)，在硅(100)衬底上制备一系列六方结构AlN多晶薄膜，利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和纳米压痕仪等对薄膜特性进行测试与分析。结果表明，φ(N2)对AlN薄膜的择优取向、结晶性、沉积速率与力学性能的影响都十分显著，对薄膜的微观结构和表面粗糙度也有一定影响：随φ(N2)增大，薄膜的厚度和沉积速率逐渐减小，结晶性也发生显著变化；较高的φ(N2)有利于AlN薄膜沿(002)晶面择优生长；φ(N2)对AlN薄膜的硬度影响较大，而对弹性模量影响较小。实验制备的AlN薄膜具有良好的纳米力学性能，硬度平均值在12.0~29.3 GPa之间，弹性模量平均值在184.0~209.8 GPa之间。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	余志明	中南大学材料科学与工程学院	80	689	15.0	21.0
2	魏秋平	中南大学材料科学与工程学院	35	149	7.0	9.0
6	张雄伟	中南大学材料科学与工程学院	4	15	2.0	3.0
7	刘丹瑛	中南大学材料科学与工程学院	4	21	3.0	4.0
8	龙芬	中南大学材料科学与工程学院	4	19	3.0	4.0
9	罗嘉祺	中南大学材料科学与工程学院	1	7	1.0	1.0
10	王一佳	中南大学材料科学与工程学院	1	7	1.0	1.0