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MW-ECR PE-UMS等离子体特性及对Zr-N薄膜结构性能的影响

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张治国, 刘天伟, 徐军, 邓新禄, 董闯. 2005: MW-ECR PE-UMS等离子体特性及对Zr-N薄膜结构性能的影响, 物理学报, 54(7): 3257-3262. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.07.049
引用本文: 张治国, 刘天伟, 徐军, 邓新禄, 董闯. 2005: MW-ECR PE-UMS等离子体特性及对Zr-N薄膜结构性能的影响, 物理学报, 54(7): 3257-3262. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.07.049
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Zhang Zhi-Guo, LIU Tian-wei, Xu Jun, DENG Xin-lu, DONG Chuang. 2005: Zr-N films prepared by MW-ECR PE-UNB alanced magnetron sputtering:plasma diagnostics and structure evolution, Acta Physica Sinica, 54(7): 3257-3262. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.07.049
Citation: Zhang Zhi-Guo, LIU Tian-wei, Xu Jun, DENG Xin-lu, DONG Chuang. 2005: Zr-N films prepared by MW-ECR PE-UNB alanced magnetron sputtering:plasma diagnostics and structure evolution, Acta Physica Sinica, 54(7): 3257-3262. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.07.049
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MW-ECR PE-UMS等离子体特性及对Zr-N薄膜结构性能的影响

  • 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

Zr-N films prepared by MW-ECR PE-UNB alanced magnetron sputtering:plasma diagnostics and structure evolution

  • 摘要: 采用静电探针技术对微波电子回旋共振(MW-ECR)等离子体进行了诊断,利用等离子体增强非平衡磁控溅射(PE-UMS)法在常温下制备了Zr-N薄膜,通过EPMA,XRD,显微硬度对膜的结构和性能进行评价.实验结果表明,随氮气流量增加,总的等离子体密度从8.07×109cm-3增加到8.31×109cm-3然后逐渐减小为7.52×109 cm-3;而N2+密度则从3.12×108 cm-3线性递增到3.35×109cm-3;电子温度变化不大.对薄膜而言,随N2+密度增大,样品中氮含量增加,而晶粒逐渐变小,当样品中N/Zr原子比达到1.4时,薄膜中出现亚稳态的Zr3N4相以及非晶相,在更高氮流量下,整个薄膜转变为非晶态.与此相应,薄膜硬度由最初的22.5GPa增大到26.78GPa然后逐渐减小到19.82GPa.
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出版历程
  • 刊出日期:  2005-07-30

MW-ECR PE-UMS等离子体特性及对Zr-N薄膜结构性能的影响

  • 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

摘要: 采用静电探针技术对微波电子回旋共振(MW-ECR)等离子体进行了诊断,利用等离子体增强非平衡磁控溅射(PE-UMS)法在常温下制备了Zr-N薄膜,通过EPMA,XRD,显微硬度对膜的结构和性能进行评价.实验结果表明,随氮气流量增加,总的等离子体密度从8.07×109cm-3增加到8.31×109cm-3然后逐渐减小为7.52×109 cm-3;而N2+密度则从3.12×108 cm-3线性递增到3.35×109cm-3;电子温度变化不大.对薄膜而言,随N2+密度增大,样品中氮含量增加,而晶粒逐渐变小,当样品中N/Zr原子比达到1.4时,薄膜中出现亚稳态的Zr3N4相以及非晶相,在更高氮流量下,整个薄膜转变为非晶态.与此相应,薄膜硬度由最初的22.5GPa增大到26.78GPa然后逐渐减小到19.82GPa.

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