溅射电流对磁控溅射CrNx薄膜结构与性能的影响

功能材料, 2010, 41(12): 2202-2205.

溅射电流对磁控溅射CrNx薄膜结构与性能的影响

孔庆花 ^1, , 吉利 ^2, , 李红轩 ^3, , 刘晓红 ^4, , 陈建敏 ^5, , 周惠娣 ^6,

1.中国科学院,兰州化学物理研究所,固体润滑国家重点实验室,甘肃,兰州,730000;中国科学院,研究生院,北京,100049

2.中国科学院,兰州化学物理研究所,固体润滑国家重点实验室,甘肃,兰州,730000

3.中国科学院,兰州化学物理研究所,固体润滑国家重点实验室,甘肃,兰州,730000

4.中国科学院,兰州化学物理研究所,固体润滑国家重点实验室,甘肃,兰州,730000

5.中国科学院,兰州化学物理研究所,固体润滑国家重点实验室,甘肃,兰州,730000

6.中国科学院,兰州化学物理研究所,固体润滑国家重点实验室,甘肃,兰州,730000

基金项目: 创新群体基金资助项目(50421502) 国家自然科学基金资助项目(50705093)

关键词：氮化铬薄膜 , 磁控溅射 , 溅射电流 , 微结构 , 硬度

Effect of sputtering current on the structure and properties of CrNx films deposited by magnetron sputtering

采用非平衡磁控溅射技术在不锈钢以及单晶硅基体上制备了CrNx薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、能量色散X射线能谱仪(EDS)和纳米压痕仪对薄膜的结构和性能进行了表征.结果表明,随着溅射电流的增大,薄膜中N/Cr比值减小,相组成由CrN(200)向Cr2N(111)转变;晶粒尺寸减小,柱状结构消失,结构变得致密;由于在大溅射电流下,易于形成Cr2N高硬度相,而且形成的薄膜晶粒细小、结构致密,所以硬度值随溅射电流单调升高,在21A时达到最高,为21GPa.

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