采用非平衡磁控溅射技术,通过改变氮气和氩气分压比P(N₂)/P(Ar) ,在钛合金(Ti₆Al₄V) 表面制备出不同结构及性能的氮化硅薄膜。结果显示,制备的氮化硅薄膜为非晶态结构,随着氮气分压的增加,Si-N 键的含量增加,其对应的红外吸收峰逐渐变宽,并向高波数偏移。氮化硅薄膜的显微硬度、耐磨性随着P(N₂)/P(Ar) 的增加而先增加,当P(N₂)/P(Ar) 为0.25 时,随着P(N₂) / P(Ar) 的增加,薄膜硬度及耐磨性稍有降低。氮化硅薄膜具有较好的膜/基结合力,当增大氮气和氩气分压比,薄膜的脆性随之增加。

　　氮化硅贴膜是一个种为重要的协调工业陶瓷贴膜,存在良好的光学溥膜特点、电绝缘耐冲击特点、机诫特点、钝化特点等,它这样不仅在微智能电子子、微智能电子等大大小模块化三极管和光电器件电子元器件加工中含着大面积的的APP,而在装修材料外层热塑性树脂邻域也会着大面积的的APP就业前景。氮化硅贴膜存在很高的抗拉强度 ,抗拉强度可达到3240HV0. 01 ,氮化硅贴膜还存在好的耐腐性和抗划痕业务能力。氮化硅贴膜的耐撞击比率很大,伴随着耐撞击的一直确定,耐撞击面越变越亮泽,内压越变越小,转变成自润滑的作用,膜与膜内的耐撞击比率仅为0.05 。

　　氮化硅薄膜的制备方法有多种,其中最常用的化学气相沉积(CVD) 法,等离子体增强化学气相沉积(PECVD) 法 ,离子束沉积和反应溅射等物理气相沉积法等。溅射技术制备氮化硅薄膜时,工作气压和薄膜的含氮量会对薄膜的磨损性能产生影响 。改变氮气分压影响氮化硅薄膜成分及性能。非平衡磁控溅射是物理气相沉积法的一种,非平衡磁控溅射技术拓宽了等离子体区域,提高了沉积基片附近的等离子体密度,利用离子轰击对基体和生长薄膜的作用,可以制备致密度高、膜/ 基结合力较好的高质量薄膜。本文采用非平衡磁控溅射技术,在不同氮气分压下制备了不同结构的氮化硅薄膜,研究了氮气分压对氮化硅薄膜结构与性能的影响。

1、实验方法

1.1、薄膜制备

　　本文采用如图1 所示的UBMS450 型高真空非平衡磁控溅射设备制备氮化硅薄膜,溅射靶为纯硅靶(99.99 %) , 溅射气体为氩气, 直流溅射电流为2A ,靶基距85mm , 基体温度为200 ℃, 沉积时间20min。沉积前,基体样品经过机械抛光,丙酮和酒精的超声波清洗并在真空室内用氩离子预溅射,去除基体样品表面的污染物,然后再在基体表面沉积氮化硅薄膜。通过改变通入的反应气体(N₂) 和溅射气体(Ar) 的分压比P(N₂) / P(Ar) ,在单晶Si (100) 和钛合金(Ti6Al4V) 基体上制备出具有不同结构、性能的氮化钛薄膜。工艺参数如表1 所示。

表1 　SiN透明膜的制得新工艺

图1 　非平衡量磁控溅射整体性简图1. 机械泵操控整体性;2. 溅射电源线;3. 偏光电探测器源线;4. 5. 6. 工做有害气体;7. 制样

1.2、薄膜性能表征

　　用AMBIOS XP22 型面部轮廓仪测定塑料膜和珍珠棉厚薄,进行红外吸取光谱仪和X电子束衍射仪(XRD) 探讨塑料膜和珍珠棉的机构,用HXD21000B 显微硬性仪公测塑料膜和珍珠棉硬性(荷载50g ,添加存留10s ,公测10 个点,求平均水平值) 。用歪果CSEM我司磨擦测试英文机,以Ball on disk 方试判断氮化硅塑料膜和珍珠棉的耐腐蚀损机械机械性能(荷载为0.49N ,对磨球是内径为6mm 的SiC 球) ,使用光电器件显微镜观看观看磨痕形貌,在一模一样测试英文能力下,采用相对较区别试件材料的刹车盘磨损期限和磨痕形貌来相对较区别试件材料的耐腐蚀损机械机械性能,进行维氏硬性计探讨塑料膜和珍珠棉与基体间的结合起来效果。 　　只限篇数，本文标题其中章节内部的部位内部省略，全面本文标题请电子邮件至我们讨要。

3、结论

　　本文利用非平衡磁控溅射技术在不同氮气和氩气分压比P (N₂)/ P (Ar)下制备出氮化硅薄膜。研究表明, 氮化硅薄膜为非晶结构, 随着P (N₂ ) / P(Ar) 的不断增加,薄膜沉积速率显著下降,薄膜中Si-N 键吸收峰不断变宽变深,表明SiN 含量随着P(N₂)/ P(Ar) 的增加而增多。氮化硅薄膜的硬度和耐磨损性能都随着P (N₂) / P (Ar) 的增加先增加后少量下降。维氏硬度压痕评价膜/ 基结合强度结果表明,氮化硅薄膜具有较好的结合力,随着P (N₂) /P(Ar) 的增加,SiN 薄膜的脆性增大。