反应磁控溅射法制备Zn3N2薄膜的工艺研究

制备和研究高质量的Zn3N2薄膜有助于拓展新型薄膜材料体系。文章采用反应磁控溅射技术,研究不同的溅射功率、N2-Ar流量比、衬底类型和衬底温度等沉膜工艺对Zn3N2薄膜结晶质量的影响;采用XRD、SEM和AFM等测试手段,分析Zn3N2薄膜的微结构和表面形貌。结果表明:几种衬底上,以石英玻璃作衬底沉积的Zn3N2薄膜晶粒尺寸较大,衍射峰较强,且为多晶向薄膜;当N2-Ar流量比提高时,Zn3N2薄膜为单一择优取向的结晶薄膜;衬底温度升高后,Zn3N2薄膜晶粒尺寸减小,但是单一择优取向不变;溅射功率提高后,薄膜晶粒尺寸增大,择优取向改变,由单一晶向变为多晶向,以<100>晶向单晶硅作衬底可获得单一晶向Zn3N2薄膜,而以<111>单晶硅作衬底制备的Zn3N2薄膜经XRD测试,未检测到Zn3N2晶体。