通过反应溅射过程独立脉冲 O2 和 N2 气体制备的氧氮化钛薄膜

氧氮化钛薄膜通过直流反应磁控溅射沉积。纯钛靶在由氩、氧和氮气组成的反应气氛中溅射。在沉积过程中，氧气和氮气的质量流量均使用独立的矩形信号进行脉冲。对于两种反应气体均施加一个恒定的脉冲周期 T = 45 s，并为所有沉积设定 N2 和 O2 注入时间之间的延迟时间 δ 为 34 s。氧气和氮气的占空比被系统地和独立地从 0% 变化到 100%。通过对 Ti 靶电位和总溅射压力的实时测量，显示反应过程根据氧气和氮气注入时间在氧化、氮化和元素溅射模式之间交替。可以避免 Ti 靶表面被氧气和/或氮气完全中毒，前提是 O2 和 N2 的占空比在某些特定范围内。氧氮化钛薄膜的沉积速率显著提高，并且可以在纯钛和 TiN 薄膜之间调节，同时它们在可见范围内的电导率和光透过率逐渐过渡。这些结果支持氧氮化钛化合物表现出从吸收行为到透明行为可以通过两种反应气体脉冲过程精确沉积。