Si基底磁控溅射制备CrN薄膜表面形貌与生长机制研究

摘要

CrN薄膜硬度高、高温抗氧化性、耐磨性及抗腐蚀性能好，越来越受到重视。目前采用磁控溅射法制备CrN薄膜的研究主要集中在制备工艺、合金化、多层化以及性能和应用等方面，对CrN薄膜的生长以及表面形貌演变的认识还不够深入。在Si基底上采用直流磁控溅射法制备CrN薄膜，利用原子力显微镜（AFM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析薄膜表面形貌和物相成分，探讨了薄膜生长的动力学过程。结果表明，只有当生长时间足够长（1800s）时，才能形成具有CrN相的薄膜。随着CrN薄膜的生长，薄膜表面晶粒由三棱锥发展为三棱锥与胞状共存状，薄膜表面粗糙度逐渐增大，动力学生长指数β=0.50。