高质量立方氮化硼薄膜的射频磁控溅射制备及其性能表征

材料保护, 2005, 38(1): 9-12. doi: 10.3969/j.issn.1001-1560.2005.01.003

高质量立方氮化硼薄膜的射频磁控溅射制备及其性能表征

蔡志海 ^1, , 杜玉萍 ^2, , 谭俊 ^3, , 张平 ^4, , 赵军军 ^5, , 黄安平 ^6, , 许仕龙 ^7, , 严辉 ^8,

1.装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京,100072

2.装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京,100072

3.装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京,100072

4.装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京,100072

5.装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京,100072

6.北京工业大学,北京,100022

7.北京工业大学,北京,100022

8.北京工业大学,北京,100022

基金项目: 国家自然科学基金(59971065)

关键词：立方氮化硼薄膜 , 射频磁控溅射 , 拉曼光谱分析

Preparation of High Quality Cubic Boron Nitride Film by Radio Frequency Magnetron Sputtering and Its Characterization

运用射频磁控溅射法在硅片上制备了立方氮化硼薄膜,并对射频功率、气体分压比及衬底偏压等参数对膜中立方氮化硼(c-BN)含量的影响进行了研究.采用傅立叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对c-BN薄膜进行了表征和分析.结果表明:300 W的射频功率是制备c-BN薄膜的最佳条件;当气体分压比Ar/N2=5:1时,制备的薄膜中c-BN含量相对最高;立方氮化硼的形成存在偏压阈值(约80 V),低于此偏压c-BN很难形成.拉曼光谱分析进一步确认了BN薄膜的晶相结构.AFM和XPS分析结果表明c-BN薄膜结晶良好,晶粒尺寸细小,具有很好的化学配比,B原子与N原子的含量比为1:l.

参考文献

[1]	MiyakeS;Watanabe S;Murakawa M .TribologicalStudyofCubicBoronNitrideFilm[J].Thin Solid Films,1992,212:262-266.
[2]	WatanaeS;Miyake S;Murakawa M .TribologicalPropertiesofCubic,AmorphousandHexagonalBoronNitrideFilms[J].Surface and Coatings Technology,1991,49:406-410.
[3]	LorenzH;Orgzall I;Hinze E .RapidFormationofCubicBoronNitrideintheSystemMg3N2-hBN[J].Diamond and Related Materials,1995,4:1050-1055.
[4]	Eddy CR.;Sartwell BD. .BORON NITRIDE THIN FILM DEPOSITION FROM SOLID BORANE AMMONIA USING AN ELECTRON CYCLOTRON RESONANCE MICROWAVE PLASMA SOURCE[J].Journal of Vacuum Science & Technology, A. Vacuum, Surfaces, and Films,1995(4):2018-2022.
[5]	ZhangFQ;Guo Y P;Song Z H et al.DepositionofHighQualityCubicFilmsonNickelSubstrates[J].Applied Physics Letters,1994,65(08):971-973.
[6]	AdellaouiA;Bath A;Bouchikhi B et al.StructureandOpiticalPropertiesofBoronNitrideThinFilmsPreparedbyPECVD[J].Materials Science and Engineering,1997,47(03):257-262.
[7]	张晓玲,胡奈赛,何家文.气相沉积BN膜的性能及形成机制的研究[J].硅酸盐学报,1999(03):293-297.
[8]	赵永年,邹广田,王波,何志,朱品文,陶艳春.氮化硼薄膜内应力的红外光谱研究[J].高等学校化学学报,1998(07):1136-1139.
[9]	O.Fukunaga .The equilibrium phase boundary between hexagonal and cubic boron nitride[J].Diamond and Related Materials,2000(1):7-12.
[10]	Tandjaouiaazi .HexagonalBNsynthesisbynitrogenionimplantationofboronfilms[J].THIN SOLID FILMS,1993,232:185-193.
[11]	X. Zhang;J. Yue;G. Chen;H. Yan .Study on stress and strain of cubic boron nitride thin films[J].Thin Solid Films: An International Journal on the Science and Technology of Thin and Thick Films,1998(1/2):202-206.
[12]	C. Collazo-Davila;E. Bengu;L. D. Marks;M. Kirk .Nucleation of cubic boron nitride thin films[J].Diamond and Related Materials,1999(6):1091-1100.
[13]	DongJE;Gannan L .Theinfluenceofionbeamassisteddepositonparametersonthepropertiesofboronnitridethinfilms[J].Diamond and Related Materials,1999,8:1697-1702.

上一张下一张

计量

下载量()
访问量()

作者相关

文章评分

您的评分：
1

0%
2

0%
3

0%
4

0%
5

0%

材料期刊网