射频磁控溅射CN x薄膜的结构与衬底温度关系的研究

使用射频磁控溅射方法在不同衬底温度下(ts=室温, 350, 500 ℃)于Si(001)衬底上沉积了CN x膜, 并利用拉曼(Raman)光谱、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及X射线衍射光电子能谱(XPS)对CN x膜的化学结合状态与温度的关系进行了研究. Raman光谱结果表明, 随衬底温度(ts)增加, D带向低频方向移动, G带向高频方向移动; 它们的半高宽分别由375和150 cm -1减小至328和142 cm -1; ID/IG由3 76减小至2 88. FTIR谱中除无序D带(1 400 cm -1)和石墨G带(1 570 cm -1)外, 还有~700 cm -1, ~2 210 cm -1(C≡N), 2 330 cm -1(C-O)及3 255~3 351 cm -1(N-H)等峰. XPS测试结果表明:随衬底温度增加, N与C的物质的量比由0 49下降至0 38, sp2(C-N)组分与sp3(C-N)组分强度比呈增大趋势. 低温(350 ℃)退火并未对CN x膜的化学结合状态产生较大影响; 高温(900 ℃)退火样品则显示出较好的结晶化程度.