[发明专利]一种磁控溅射低温制备TiN薄膜的方法

摘要

本发明涉及一种反应磁控溅射低温制备TiN薄膜的方法，通过对传统磁控溅射技术的改进，在真空室内引入一等离子体区域，采用中频脉冲直流或直流溅射溅射Ti金属靶，并控制工作气体压强、温度、时间、溅射功率等工艺条件，在衬底上沉积TiN薄膜。使用本方法可以在低温环境下性能良好的TiN薄膜，薄膜的结晶度、致密性及硬度得到提高，表面粗糙度小，薄膜与衬底有较高的结合力，很难产生局部脱落。本发明可以为硬质薄膜的实验研究或工业生产提供样品。

主权项

一种磁控溅射低温制备TiN薄膜的方法；基底材料采用白钢、铜、单晶硅等导体或半导体材料；沉积设备采用磁控溅射镀膜设备，使用孪生靶溅射，溅射过程中两个靶交替的作为阴极和阳极；沉积设备的薄膜沉积真空室内单独设置有一辅助的非平衡磁场磁控溅射阴极，非平衡磁场磁控溅射阴极的靶材表面与工件的沉积面相对设置，非平衡磁场磁控溅射阴极通过导线经射频自动匹配器与射频电源相连；在薄膜沉积过程中，非平衡磁场磁控溅射阴极作为等离子体发生源，在靶材表面与工件镀膜面间提供一等离子体区，沉积在工件上的薄膜快速进入等离子体反应区，在反应区内，反应未完全的非化学计量比TiN薄膜分解成N原子和Ti原子与N2经过离化产生的N‑进一步发生反应，得到高化学计量比的高纯化合物薄膜；同时在反应区内薄膜在等离子体的轰击作用下，使得所制备的薄膜变得致密表面光滑，薄膜与工件的结合力更加牢固。