中频对靶磁控溅射合成TiN/Ti多层膜

金属学报

2006, Vol. 42

Issue (6): 662-666

论文

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中频对靶磁控溅射合成TiN/Ti多层膜

于翔; 王成彪; 刘阳;于德洋

中国地质大学表面工程研究所; 北京 100083

TiN/Ti MULTILAYER FILMS SYNTHESIZED BY MID-FREQUENCY DUAL-MAGNETRON SPUTTERING

YU Xiang; WANG Chengbiao;LIU Yang; YU Deyang

中国地质大学（北京）工程技术学院

引用本文:

于翔; 王成彪; 刘阳; 于德洋 . 中频对靶磁控溅射合成TiN/Ti多层膜[J]. 金属学报, 2006, 42(6): 662-666 .
, , , . TiN/Ti MULTILAYER FILMS SYNTHESIZED BY MID-FREQUENCY DUAL-MAGNETRON SPUTTERING[J]. Acta Metall Sin, 2006, 42(6): 662-666 .

全文: PDF(255 KB)

摘要: 利用新型中频对靶磁控溅射技术合成了一系列TiN/Ti多层膜. 考察了不同Ti间隔层对多层膜硬度和结合力的影响, 分析了膜表面大颗粒和坑的形成机理; 利用正交实验法和方差分析探讨了靶电流、气体压力和基体偏压对薄膜表面缺陷密度的影响, 对工艺参数进行了优化. 结果表明, 靶电流对缺陷密度的影响最大, 气体压力次之, 基体偏压对缺陷密度影响最小; 当靶电流I=20 A、气体压力p (Ar+N 2)=0.31 Pa、基体偏压V bias=-60 - -300 V和Ti间隔层厚度x=0.12 um时, 制备出硬度HV 0.2 N =2250、膜基间结合力(临界载荷)L c=48 N和表面缺陷密度ρs=58 mm -2的高质量TiN/Ti多层膜.

关键词 ： TiN/Ti多层膜, 磁控溅射, 力学性能

Abstract：A series of Ti-based multilayered films were deposited using a new mid-frequency dual-magnetron sputtering system. The influences of Ti buffer layer on the film hardness and adhesion were investigated. The forming mechanism of macro-particles and caves was analyzed, and then the orthogonal design and variance analysis were used to discuss the influences of the target currents, the pressures of working gases and the substrate bias voltages on the densities of the surface defects, and the process parameters were optimized accordingly. The results show that the target current has the most important influence on the defect density, and the effects of the pressures and the substrate bias voltages decrease in turn; in the condition of the target current of 20 A, the gases pressure of 0.31 Pa, the bias voltages in a range of -160 - -300 V and the thickness of Ti buffer layers, x=0.12 um, the high-quality TiN/Ti multilayer film is obtained, whose Vickers microhardness HV 0.2 N is 2250, film-substrate adhesion (critical load L c) is 48 N, and surface defect density is 58 mm -2.

Key words： TiN/Ti multilayer film magnetron sputtering mechanical property

收稿日期: 2005-09-23

ZTFLH:

O484.5

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[1] Schonjahn C, Bamford M, Donohue L A. Surf Coat Tech- nol, 2000; 125: 66
[2] Wu S K, Lin H C, Liu P L. Surf Coat Technol, 2000:124: 97
[3] Koski K, Holsa J, Juliet P. Surf Coat Technol,1999 115: 163
[4] Shieu F S, Cheng L H, Shiao M H. Surf Coat Technol, 2000; 131: 158
[5] Kim G S, Lee S Y, Hahn J H. Surf Coat Technol. 2003; 171: 83
[6] Lina S S, Huang .JL, Sajgalik P. Surf Coat Technol, 2005; 190: 39
[7] Shieu F S, Cheng L H, Shiao M H. Surf Coat Technol, 2000; 131: 158
[8] Alfonso D C, Elisabeth R P, Belarmino S G, Yulieth C A. Surf Coat Technol, 2005; 190: 83
[9] Posadowski W M. Thin Solid Films, 2001; 392: 201
[10] Faber J, Hotzsch G, Metzner C. Vacuum, 2002; 64: 55
[11] Shiao M-H, Shieu F-S. Thin Solid Films, 2001; :386: 27
[12] Koski K, Holsa J, Juliet P. Surf Coat Technol, 1999; 115: 163
[13] Li Zh Y, Zhu W B, Zhang Y. Surf Coat Technol, 2000; 131: 158

[1]	宫声凯, 刘原, 耿粒伦, 茹毅, 赵文月, 裴延玲, 李树索. 涂层/高温合金界面行为及调控研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1097-1108.
[2]	张健, 王莉, 谢光, 王栋, 申健, 卢玉章, 黄亚奇, 李亚微. 镍基单晶高温合金的研发进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1109-1124.
[3]	张雷雷, 陈晶阳, 汤鑫, 肖程波, 张明军, 杨卿. K439B铸造高温合金800℃长期时效组织与性能演变[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1253-1264.
[4]	郑亮, 张强, 李周, 张国庆. 增/降氧过程对高温合金粉末表面特性和合金性能的影响：粉末存储到脱气处理[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1265-1278.
[5]	丁桦, 张宇, 蔡明晖, 唐正友. 奥氏体基Fe-Mn-Al-C轻质钢的研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1027-1041.
[6]	陈礼清, 李兴, 赵阳, 王帅, 冯阳. 结构功能一体化高锰减振钢研究发展概况[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1015-1026.
[7]	李景仁, 谢东升, 张栋栋, 谢红波, 潘虎成, 任玉平, 秦高梧. 新型低合金化高强Mg-0.2Ce-0.2Ca合金挤压过程中的组织演变机理[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1087-1096.
[8]	袁江淮, 王振玉, 马冠水, 周广学, 程晓英, 汪爱英. Cr₂AlC涂层相结构演变对力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 961-968.
[9]	吴东江, 刘德华, 张子傲, 张逸伦, 牛方勇, 马广义. 电弧增材制造2024铝合金的微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 767-776.
[10]	黄鼎, 乔岩欣, 杨兰兰, 王金龙, 陈明辉, 朱圣龙, 王福会. 基体表面喷丸处理对纳米晶涂层循环氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 668-678.
[11]	刘满平, 薛周磊, 彭振, 陈昱林, 丁立鹏, 贾志宏. 后时效对超细晶6061铝合金微观结构与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 657-667.
[12]	张东阳, 张钧, 李述军, 任德春, 马英杰, 杨锐. 热处理对选区激光熔化Ti55531合金多孔材料力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 647-656.
[13]	侯娟, 代斌斌, 闵师领, 刘慧, 蒋梦蕾, 杨帆. 尺寸设计对选区激光熔化304L不锈钢显微组织与性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 623-635.
[14]	李述军, 侯文韬, 郝玉琳, 杨锐. 3D打印医用钛合金多孔材料力学性能研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 478-488.
[15]	吴欣强, 戎利建, 谭季波, 陈胜虎, 胡小锋, 张洋鹏, 张兹瑜. 耐Pb-Bi腐蚀Si增强型铁素体/马氏体钢和奥氏体不锈钢的研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 502-512.

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