真空过滤弧沉积薄膜生长,性能及物理过程研究

采用新颖的真空过滤孤沉积（FAD）技术合成了优质氮化钛薄膜和非晶金刚石薄膜，对FAD薄膜的生长、结构、性能及物理过程进行深入系统研究。合成的氮化钛薄膜最高显微硬度值达46GPa表面平均粗糙度仅为0.3nm左右。首次实现了氮化钛薄膜三种织构的连续生长，观察到织构转变的临界厚度和偏压。提出淀积能新概念，建立总能量和区域结构模型，分析了氮化钛薄膜织构演变的内在机制，对薄膜择优生长提供理论依据。合成的非晶金刚石薄膜最高sp（3）键含量达93.5%，其密度和显微硬度接近天然金刚石的相应值。研究发现这种非晶金刚石薄膜具有优良的场致电子发射特性，发射阈值场仅为15V/μm，达到了国际选进水平。这种薄膜将在真空微电子冷阴极上有广阔的应用前景。