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摘要
目的 比较Si和316L基片上TiN薄膜的微观结构和应力，分析基片材料和基片初始曲率对薄膜应力的影响。方法采用电弧离子镀技术在Si基片和316L基片上制备了TiN薄膜，实测了薄膜应力，通过XRD、SEM，TEM等方法对薄膜的微观结构进行了分析；运用有限元分析技术，以结构力学为原理，分别对不同初始曲率的Si基片和316L基片上薄膜应力测试进行了计算和校正应用。结果相同工艺条件下，316L基片上TiN薄膜的应力比Si基片上的大；TiN薄膜应力随偏压增大而增大；薄膜生长至近表面都形成了柱状晶结构，316L基片与TiN薄膜的膜基界面处出现较多的半共格生长结构，而Si基片的膜基界面结合以纳米晶混合为主；基片的初始曲率半径会导致薄膜应力测试产生误差，初始半径越小，引起的误差越大。结论 偏压作用下，316L基片上薄膜会产生更大的压应力；316L与TiN薄膜的膜基界面结合更好，有利于其承受更高的薄膜应力；316L基片的初始曲率半径显著小于Si基片，由此引起的薄膜应力测试误差较大，有必要对316L基片上薄膜的应力测试结果进行校正。
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单位机电工程学院; 深圳市速普仪器有限公司; 深圳职业技术学院
