磁约束电感耦合等离子体增强反应溅射沉积nc-TiN/a-Si3N4纳米复合薄膜

无机材料学报

磁约束电感耦合等离子体增强反应溅射沉积nc-TiN/a-Si₃N₄纳米复合薄膜

范秋林; 赵红雨; 宋力昕; 张涛; 胡行方

中国科学院上海硅酸盐研究所上海 200050

收稿日期:2003-08-20 修回日期:2003-10-17 出版日期:2004-09-20 网络出版日期:2004-09-20

Reactive Sputter Deposition of nc-TiN/a-Si₃N₄ Nanocomposite Films in a Magnetized Inductively Coupled Plasma

FAN Qiu-Lin; ZHAO Hong-Yu; SONG Li-Xin; ZHANG Tao; HU Xing-Fang

Shanghai Institute of Ceramics; Chinese Academy of Sciences; Shanghai 200050; China

Received:2003-08-20 Revised:2003-10-17 Published:2004-09-20 Online:2004-09-20

摘要/Abstract

摘要： 介绍一种新型磁束缚电感耦合等离子体增强的物理化学气相沉积复合系统,并用该系统通过反应磁控溅射TiSi合金靶,在氩气和氮气等离子体作用下,在单晶硅衬底上制备了nc-TiN/a-Si₃N₄纳米复合薄膜.扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子谱仪和高分辨率透射电子显微镜的分析和观察结果清晰地表明该薄膜是具有纳米结构的复合薄膜,主要由镶嵌在非晶态Si₃N₄基体中的TiN纳米晶粒组成,TiN晶粒的尺寸约为3nm.

关键词: 纳米复合薄膜, 磁束缚等离子体, 氮化钛, 氮化硅

Abstract: A novel magnetized plasma CVD and PVD combined technique was developed aiming at synthesizing nanocomposite
films. The nanocrystalline nc-TiN/amorphous a-Si₃N₄ nanocomposite film was satisfactorily fabricated onto silicon wafer
substrates by reactively sputtering a TiSi alloyed target in a magnetized inductively coupled radio-frequency argon/nitrogen plasma.
Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometry (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and high-resolution transmission electron
microscopy (HRTEM) were utilized to characterize the film structurally and compositionally. XRD, XPS and HRTEM investigations evidently revealed that
the film was nanocomposite consisting basically of ～3nm TiN nanocrystallites in an amorphous Si₃N₄ matrix.

Key words: nanocomposite films, magnetized plasma, titanium nitride, silicon nitride

中图分类号:

O484

范秋林,赵红雨,宋力昕,张涛,胡行方. 磁约束电感耦合等离子体增强反应溅射沉积nc-TiN/a-Si₃N₄纳米复合薄膜[J]. 无机材料学报.

FAN Qiu-Lin,ZHAO Hong-Yu,SONG Li-Xin,ZHANG Tao,HU Xing-Fang. Reactive Sputter Deposition of nc-TiN/a-Si₃N₄ Nanocomposite Films in a Magnetized Inductively Coupled Plasma[J]. Journal of Inorganic Materials.

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磁约束电感耦合等离子体增强反应溅射沉积nc-TiN/a-Si₃N₄纳米复合薄膜

Reactive Sputter Deposition of nc-TiN/a-Si₃N₄ Nanocomposite Films in a Magnetized Inductively Coupled Plasma

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