《表1 Ti N薄膜的沉积工艺参数》

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《辉弧放电过渡区间靶电流密度对TiN薄膜结构及性能的影响》

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Note:Ipd-target peak current density；Ut-target voltage；w-pulse width；f-frequency；Us-bias voltage；P-chamber pressure

实验采用MSIP-019型闭合场非平衡磁控溅射离子镀系统（真空腔容积为Φ450 mm×H400 mm）进行薄膜制备，平面矩形磁控阴极选取纯度99.9%的Ti靶（300 mm×100 mm），工作气体为99.9%纯度的氮气。基体选取M2高速钢（W6Mo5Cr4V2）和P型（100）单晶硅片，放置在与靶材呈90°且靶基距为150 mm处。实验采用频率为40 Hz的宽脉冲电源恒流控制模式，分别在气体放电伏安特性处于辉弧放电过渡区间的3组靶电流密度条件下沉积Ti N薄膜（即普通磁控溅射离子镀通常的靶电流密度0.02 A·cm-2、伏安特性由欧姆向反欧姆过度的拐点处靶电流密度0.23 A·cm-2、辉弧过渡区间接近弧光放电时的靶电流密度0.38A·cm-2），如图1所示。沉积过程中，首先用Ar+轰击清洗试样表面10 min，再预沉积Ti过渡层5 min，最后沉积Ti N薄膜35 min，具体实验参数如表1所示。该沉积过程属于反应溅射沉积，其反应过程如下[12]: