用XPS和AFM等方法研究氮化钛薄膜的物理化学特性

采用反应非平衡磁控溅射方法制备了氮化钛 (TiN)薄膜 ,沉积时的衬底偏压的范围从 0V到 - 5 0 0V。实验结果表明 :TiN薄膜的物理特性和力学性能随衬底偏压变化 ,最佳的薄膜硬度与弹性模量在偏压为 - 10 0V时得到。AFM的测量结果显示薄膜的表面形貌和粗糙度随衬底偏压变化有一个非线性的变化趋势 ,同样的趋势也出现在Ti2p和N1s的芯态能谱上。特定谱峰的强度和位置的变化预示着偏压引起的薄膜成分和化学态的变化 ,XPS的结果表明 :适当的偏压有助于TiN的成键 ,稳定的化学结构防止了表面的氧化和扩散 ,抑制了杂质和缺陷的形成 ,良好的机械特性归于表面形貌的改善。