磁控反應濺射AlN薄膜的制備工藝與性能研究.pdf

1、該文主要研究了氮化鋁薄膜的制備工藝及其對薄膜結(jié)構(gòu)、性能的影響規(guī)律,為將氮化鋁用作金剛石的抗氧化涂層奠定了基礎.主要研究成果如下:利用OPFCAD軟件在金剛石襯底上設計了AlN增透保護膜系,并對所設計的膜系進行了結(jié)構(gòu)敏感因子(n,d)及結(jié)構(gòu)偏差分析.金剛石襯底雙面鍍AlN膜系,在8~11.5μm波段的平均透過率大于85﹪,可滿足導彈頭罩設計和使用的要求.在BMS450型磁控濺射鍍膜機上優(yōu)化出了制備AlN薄膜的工藝參數(shù)范圍,并揭示了氣體流量

2、、射頻功率、靶基距、襯底溫度、濺射氣壓等參數(shù)對薄膜沉積速率的影響規(guī)律.正交試驗設計結(jié)果表明射頻功率對沉積速率的影響是最大的,并且確定了薄膜最大沉積速率的工藝參數(shù).結(jié)合實驗結(jié)果對靶面的氮化反應進行了理論分析,解釋了氮氣流量對沉積速率的影響規(guī)律.對所制備的AlN薄膜進行了X射線光電子譜(XPS)、X射線衍射(XRD)及顯微硬度分析.由XPS分析結(jié)果可知,薄膜中的Al、N元素形成了AlN化合物,表面可能形成了非晶的氧化鋁或氧氮化鋁薄層.XPD