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磁控溅射氮分压对Nb-Si-N薄膜结构和性能的影响

The Effect of N2 Partial Pressure on the Microstructure and Properties of Nb-Si-N Films

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【作者】 王剑锋； 宋忠孝； 徐可为； 范多旺；

【Author】 Wang Jianfeng1, Song Zhongxiao2, Xu Kewei1, Fan Duowang3 (1. State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China) (2. Key Laboratory of Physical Electronics and Devices Ministry of Education, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China) (3. Key Laboratory of Opto-Electronic Technology and Intelligent Control, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China)

【机构】 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室； 西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室； 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室 陕西西安710049； 陕西西安710049； 兰州甘肃730070；

【摘要】 用反应磁控溅射法在不同的氮分压下沉积了Nb-Si-N薄膜。结果表明:Nb-Si-N膜的成分、结构和性能随氮分压的改变而不同。随氮分压的增加,Nb-Si-N膜的Nb/Si比和表面粗糙度减小;薄膜的电阻值和微硬度增加。Nb-Si-N膜的结构为纳米晶NbN与类似Si3N4非晶相组成的纳米复合结构,且随着氮分压的增加,Nb-Si-N膜的非晶倾向增强,晶粒尺寸减小。

【Abstract】 The Nb-Si-N films were deposited by reactive magnetron sputtering with different N2 partial pressures. The result showed that the composition, microstructure and properties of the Nb-Si-N films depend strongly on the N2 partial pressure. As the N2 partial pressure increasing, the Nb/Si ratio and the surface roughness decease, but the bulk resistance and microhardness of the Nb-Si-N films increase. The microstructure of Nb-Si-N films is a nano-composite structure consisting of nano-sized NbN crystallites and amorphous Si3N4-like compound of Si-N. With the increase of N2 partial pressure, the amorphous tendency of Nb-Si-N films increases and the grain size decreases.

【关键词】 磁控溅射； Nb-Si-N； 氮分压； 结构；
【Key words】 magnetron sputtering； Nb-Si-N； N2 partial pressure； microstructure；
【基金】 国家重点基础研究发展计划“973”项目(004CB619302);国家自然科学基金(NSFC)(50471035);光电技术与智能控制教育部重点实验室(兰州交通大学)开放基金资助项目(K040119)
  • 【文献出处】 稀有金属材料与工程 ,Rare Metal Materials and Engineering , 编辑部邮箱 ,2006年06期
  • 【分类号】TG174.4;TB43
  • 【被引频次】2
  • 【下载频次】199
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