不同工艺下TaN薄膜中残余应力的研究

论文摘要

笔者以TaN薄膜中的残余应力为主要研究对象,分别从实验和理论上对薄膜中的残余应力进行了分析。所研究TaN薄膜由物理气相沉积的方法制得,制备过程中以不同参数为变量,如反应气体流量、基体温度、功率、工作压力等。使用扫描电镜观察了薄膜的组织形貌,用能谱仪测量了薄膜的成分,用X射线衍射仪标定了薄膜的相结构,用X射线应力测量仪测量了薄膜在不同工艺下的残余应力,并从量子力学角度分析了残余应力产生的原因。实验结果表明:随着氮气流量的增加,薄膜的晶粒变细,薄膜中氮含量升高,相转变为单一的面心立方TaN,残余应力升高;基体温度升高,残余应力增大;工作压力增加,残余应力升高;此外,溅射功率的改变导致薄膜厚度的改变,进而引起薄膜中残余应力改变。当氮气流量2sccm,基体温度25℃,功率150 W,工作压力0.3 Pa时,沉积得到的TaN薄膜残余应力最小。

论文目录

• 前言
• 1 实验部分
•   1.1 实验设备
•   1.2 实验材料
•   1.3 薄膜的制备过程
•     1.3.1 薄膜制备条件
•     1.3.2 基材前处理
•     1.3.3 溅射
•   1.4 薄膜的表征
•     1.4.1 物相的测定
•     1.4.2 组织形貌观察
•     1.4.3 残余应力测试
• 2 实验结果及分析
•   2.1 反应气体流量的影响
•     2.1.1 薄膜组织形貌及成分
•     2.1.2 不同氮分压的TaN薄膜相结构
•     2.1.3 反应气体流量对残余应力的影响
•   2.2 基体温度的影响
•     2.2.1 薄膜组织形貌与相结构
•     2.2.2 基体温度对残余应力的影响
•   2.3 功率对薄膜残余应力的影响
•     2.3.1 薄膜组织形貌与相结构
•     2.3.2 溅射功率对残余应力的影响
•   2.4 工作压力的影响
•   2.5 残余应力机理分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨高峰

关键词: 薄膜,残余应力,物理气相沉积,相分析

来源: 陶瓷 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,工业通用技术及设备

单位: 榆林化工能源学院

分类号: TB383.2

DOI: 10.19397/j.cnki.ceramics.2019.08.006

页码: 34-43

总页数: 10

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