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TiN薄膜表面离子注入层微观结构的分析研究

郭德亮 陶冶 胡智杰 梁旺胜

物理测试

利用磁过滤阴极电弧镀分别在硬质合金和高速钢基体上沉积厚度约2～3μm的TiN薄膜，并用MEVVA源离子注入装置对TiN薄膜注入金属离子V+和Nb+。应用北京同步辐射装置（BSRF）的同步辐射光源，采用掠入射X射线衍射（GIXRD）的方法对TiN薄膜表面离子注入层的微观结构进行了分析研究。结果表明：未经过离子注入的TiN薄膜均存在特定方向的择优取向，而较小剂量(1×10ˇ17ions/cm2)的离子注入可以使晶粒细化、择优取向减弱或改变；当离子注入的剂量达到5×10ˇ17ions/cm2时，TiN薄膜表面离子注入层被非晶化。结合透射电镜的研究结果，观察到TiN薄膜表面非晶层的厚度约为50～100nm，并简要地讨论了离子注入过程对微观结构的影响机制。

关键词: 同步辐射 , grazing incidence X-ray diffraction , ion implantation , TiN films , microstructure