直流磁控濺射離子鍍鍍層厚度均勻性表征及研究.pdf

1、本文通過改變靶基距及樣品與靶面偏轉角等實驗參數(shù)，采用直流磁控濺射離子鍍技術在三種（1＃:角α=60°，2#:角α=90°，3#:凹角α=60°）樣品表面制備純Cr鍍層，研究襯底環(huán)境的不同對角兩側（A、B面）膜厚均勻性及組織結構的影響。采用Ansys軟件模擬在相同的電學環(huán)境中1#-3#樣品表面的場強分布;X射線衍射儀(XRD)對鍍層組織結構及晶體擇優(yōu)生長取向進行分析;掃描電子顯微鏡(SEM)觀察鍍層截面形貌及測量其厚度;四探針方阻儀測量鍍

2、層方阻。
　　研究結果表明:
　　隨著靶基距由120mm增加至180mm，樣品偏轉角由0°增加至90°的過程中，1#-3#樣品A、B面膜厚均呈遞減趨勢，其中與靶面保持垂直關系的平面(2#A、3#B)膜厚未呈現(xiàn)此趨勢，且1#-3#樣品A、B面膜厚均由靶基距為120mm至180mm呈遞減趨勢，但膜厚均勻性有所提高，這是由于隨著靶基距的增大鍍料粒子濃度變小所導致的。
　　在靶基距為120mm，樣品偏轉角為0°的濺射環(huán)境下，1

3、#樣品A、B面薄膜沿Cr(110)面擇優(yōu)生長，2#、3#樣品A、B面薄膜的擇優(yōu)生長方向均為Cr(110)和Cr(200)，此現(xiàn)象揭示出，鍍層的擇優(yōu)生長取向同襯底與靶面的相對位置存在一定關系。由鍍層截面SEM圖可知，樣品正對靶材時，薄膜均呈纖維結構生長，且纖維組織的方向同粒子直線入射方向基本一致，其中與靶面保持垂直關系的平面(2#A、3#B)由于鍍料粒子傾斜入射產生的微弱沉積作用，鍍層形貌未呈現(xiàn)明顯的纖維結構且與襯底之間沒有保持明顯的角度