文档介绍：SiC 多层薄膜的制备及其性能研究

Preparations and Properties of SiC multilayer Thin Films

作者姓名李辉
学位类型学历硕士
学科、专业材料学
研究方向材料表面工程
导师及职称李合琴教授

2013 年 4 月
合肥工业大学

本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合合肥工业大
学硕士学位论文质量要求。

答辩委员会签名:(工作单位、职称)

主席:孙兆奇教授
安徽大学物理与材料科学学院

委员:凤仪教授
合肥工业大学材料科学与工程学院
张学斌副教授
合肥工业大学材料科学与工程学院

导师:李合琴教授
合肥工业大学材料科学与工程学院
独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成
果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表
或撰写过的研究成果,也不包含为获得合肥工业大学或其他教育机构的学位或
证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了
明确的说明并表示谢意。

学位论文作者签名:李辉签字日期:2013年4月24日

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学位论文作者签名:李辉导师签名: 李合琴

签字日期:2013年4月24日签字日期:2013年4月24日
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通讯地址: 邮编
SiC 多层薄膜的制备及其性能研究
摘要
本文主要采用射频磁控溅射的方法在单晶 Si(100)和不锈钢基底上在室温的条
件下制备了 SiC 薄膜,经过后期的高温退火处理得到了结晶态的 SiC 薄膜。利用 XRD、
FTIR、AFM、SEM、PL、XPS、多功能材料表面性能试验仪以及显微硬度计等分析
测试手段对制备的 SiC 薄膜进行检测,研究了退火气氛和退火温度对 SiC 薄膜结构和
性能的影响。为了解决 SiC 薄膜与不同基底之间的结合强度较差的问题,在 Si 基体上,
引入了 AlN 薄膜作为中间过渡层;在不锈钢上,采用 Ti/TiN、Al2O3、Ni-P 合金作为
中间过渡层,提高了 SiC 薄膜与基体的结合性能。具体主要内容如下:
第一章阐述了 SiC 材料的晶体结构、物理和化学性能、应用和展望以及薄膜的常
见制备方法。同时对本文的研究背景、主要内容和创新点作了一定的介绍。
第二章介绍了磁控溅射和电子束蒸发的原理以及薄膜的制备方法,另外还对一些
常见薄膜的测试方法作了简单的介绍。
第三章讨论了在单晶 Si(100)上制备 SiC 薄膜退火的工艺。采用 XRD、FTIR、
SEM 和 XPS 对薄膜的结构和形貌进行表征,研究了不同的退火气氛和不同的退火温
度对 SiC 薄膜的结构和性能影响。
第四章研究了在单晶 Si 基底上,引入 AlN 薄膜作为中间过渡层来改善 SiC 薄膜
与基体之间有较大失配的问题。采用 PL、AFM 和多功能材料表面试验仪分析了 SiC
单层膜和 AlN/SiC 双层膜。
第五章利用 Ti/TiN、Al2O3、Ni-P 作为中间过渡层,改善了在不锈钢上直接制备
SiC 薄膜易脱落的问题,简单的介绍了中间过渡层制备和原理。
第六章主要是将不锈钢上制备的 SiC 单层膜和 Ti/TiN/SiC、Al2O3/SiC、Ni-P/SiC
多层膜的结构和性能进行对比,采用 XRD、AFM、显微硬度计和多功能材料表面试
验仪对单层膜和多层膜的结构、表面和性能进行分析,总结出各种 SiC 多层膜较 SiC
单层膜在结构和性能上更加优越。
第七章总结与展望

关键词:SiC 薄膜;射频磁控溅射;退火气氛;退火温度;AlN、Ti/TiN、Al2O3、Ni-P
中间过渡层
Preparations and Properties of SiC multilayer Th