为了比较不同热处理方式及工艺对TiN薄膜结构和性能的影响,在真空条件下、300～900℃范围内,对采用非平衡磁控溅射方法在单晶硅基底上沉积TiN薄膜后进行了热处理实验,考查了热处理模式(不同升温速率)和温度对薄膜结构和性能的影响.利用X射线衍射仪(XRD)对薄膜微结构进行表征,并利用扫描电镜观察了不同热处理模式下薄膜的表面形貌.同时,对不同工艺下薄膜的硬度、表面粗糙度和电阻率进行了表征.结果表明,薄膜经过热处理后,其晶体结构、择优取向、硬度、粗糙度和电阻率发生明显变化,并且随着热处理模式和温度的不同而产生较大差异.无论哪种模式,真空热处理后TiN薄膜的硬度均有所下降,其表面粗糙度亦有相似的变化趋势.两种模式下,经过450℃热处理后薄膜的硬度和粗糙度均达到最大值,与其高度择优取向的晶体结构有明显的相关性.
非平衡磁控溅射 TiN薄膜 热处理 晶体结构