磁控溅射铱薄膜的表面形态与取向演变的控制优化

作者：夏天; 黄珂; 郑宇亭; 陈良贤; 刘金龙; 魏俊俊; 李成明^*

来源：表面技术, 2023, 52(03): 338-369.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.03.031

• 磁控溅射
• 功率
• 厚度
• Ir膜
• 表面微结构
• 晶体质量

目的 研究磁控溅射制备金属Ir膜的过程中溅射参数对Ir膜表面微结构和晶体质量的影响，制备高质量(100)取向的外延Ir膜，为单晶金刚石的异质外延生长奠定重要基础。方法 通过磁控溅射技术在单一改变参数(溅射功率、溅射厚度)的条件下制备金属Ir膜，通过分析原子力显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、电子背散射衍射等测试结果，研究了各条件对所制备Ir膜粗糙度、表面形貌、晶体结构和取向的影响，并通过摇摆曲线衡量真空退火对薄膜晶体质量的优化效果。结果 在(100)MgO衬底上外延生长的Ir膜具有均匀的微结构，该结构由规则且紧密的矩形颗粒排列而成。薄膜表面微结构特征尺寸随溅射功率升高而逐渐减小；当功率为45 W时，Ir(200)X射线衍射峰强度最大、半高宽最宽；而随着厚度的增大，Ir(200)X射线衍射峰的半高宽及强度均增大。经优化的Ir膜表面光滑(Ra<0.5nm)、薄膜晶体质量高(θFWHM<0.5°)。结论 功率、厚度和退火处理都会影响薄膜晶体质量和表面微结构尺寸，合适的功率和厚度结合退火处理能获得具有特定表面微结构的高质量Ir膜。

• 单位
  北京科技大学