PVP对碳热还原氮化法制备TiN薄膜的影响

人工晶体学报, 2015, 44(7): 1838-1842.

PVP对碳热还原氮化法制备TiN薄膜的影响

魏颖娜 ^1, , 卜景龙 ^2, , 魏恒勇 ^3, , 崔燚 ^4, , 于云 ^5, , 董占亮 ^6,

1.华北理工大学材料科学与工程学院,唐山063009;中国科学院特种无机涂层重点实验室,上海200050;河北省无机非金属材料重点实验室,唐山063009

2.华北理工大学材料科学与工程学院,唐山063009;河北省无机非金属材料重点实验室,唐山063009

3.华北理工大学材料科学与工程学院,唐山063009;中国科学院特种无机涂层重点实验室,上海200050;河北省无机非金属材料重点实验室,唐山063009

4.华北理工大学材料科学与工程学院,唐山063009;河北省无机非金属材料重点实验室,唐山063009

5.中国科学院特种无机涂层重点实验室,上海,200050

6.华北理工大学材料科学与工程学院,唐山063009;河北省无机非金属材料重点实验室,唐山063009

基金项目: 河北省自然科学基金青年基金项目(E2013209183) 国家自然科学基金(51272066) 河北省高等学校科学技术研究青年基金项目(2011124) 中国科学院特种无机涂层重点实验室开放课题基金(KLICM-2011-01)

关键词：聚乙烯吡咯烷酮(PVP) , 碳热还原氮化 , TiN薄膜 , 显微结构

Effect of Polyvinylpyrrolidone on Titanium Nitride Thin Films Synthesized by Carbon Thermal Reduction Nitridation Process

Keywords： polyvinylpyrrolidone(PVP) , carbon thermal reduction nitridation , titanium nitride thin film , microstructure

采用四氯化钛的无水乙醇溶液为钛源,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成膜助剂及还原助剂,利用碳热还原氮化技术,在N2气氛下经1300℃进行还原氮化5h制备出TiN薄膜.采用XRD和SEM研究了PVP分子量及其用量对TiN薄膜微观结构的影响.结果发现,随着PVP分子量增大,薄膜中TiN晶体沿(111)面择优生长趋势减小,PVP分子量为1300000时薄膜中TiN晶粒尺寸较大,晶界减少.当PVP用量由钛/碳摩尔比为1∶10增加到1∶12时,TiN薄膜裂纹减少,而增至1∶14时,TiN薄膜中气孔增多.TiN薄膜的生长过程为:TiN颗粒状晶核逐渐生长成棒状,然后继续生长形成片状三角形或六边形,最后呈现出三角锥或六棱台形.

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