研究目的
研究氮分压对相形成(Cr、Cr2N、CrN)的影响,进而探究其对所制备涂层性能的影响。
研究成果
该研究成功证明,在直流反应溅射过程中调节氮分压可控制CrxNy薄膜的相形成,进而显著影响其微观结构、光学及电学性能。这些发现为基于相组成定制适用于特定应用的CrxNy薄膜提供了重要依据。
研究不足
该研究聚焦于氮分压对CrxNy薄膜性能的影响,但未改变温度和偏压等其他沉积参数。光学与电学性质与相形成相关,但对相变的确切机制未作深入探究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用直流反应离子溅射法,在不同氮分压条件下于Si(100)晶圆上沉积CrxNy薄膜。通过XRD、TEM和RBS进行结构和元素分析,利用光谱椭偏仪评估光学特性,并通过电阻率测量评估电学特性。
2:样品选择与数据来源:
使用商用Si(100)晶圆作为衬底。沉积前对样品进行清洗和离子刻蚀。通过调节氮分压制备不同相态的CrxNy薄膜。
3:实验设备与材料清单:
Balzers Sputtron II系统用于薄膜沉积,Philips EM 400T显微镜用于透射电镜分析,Bruker D8衍射仪用于X射线衍射分析,HORIBA-Jobin Yvon UVISEL 5光谱椭偏仪用于光学分析,四探针仪用于电阻率测量。
4:实验流程与操作步骤:
将衬底制备并装入沉积腔室,在室温下以不同氮分压沉积薄膜。沉积后对薄膜的结构、光学和电学特性进行分析。
5:数据分析方法:
采用XRD和TEM进行结构分析,RBS分析元素组成,光谱椭偏仪分析光学特性,四探针仪测量电阻率。
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