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利用射频磁控溅射方法制备了具有CoSi2成分的非晶薄膜。分析测试表明,薄膜中元素分布均匀,与靶材成分基本吻合。利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)结合扫描电镜(SEM)能谱分析设备(EDXA) 分析了非晶CoSi2薄膜的晶化和相变过程,结果显示溅射态薄膜为非晶态,薄膜晶化后首先析出CoSi相,随着加热温度的升高,最终转变为CoSi2结构。
通过计算得到钴硅薄膜的自由能-成分曲线,通过曲线可以看出自由能随薄膜组成的变化,根据公切线原理,对溅射态各组分的钴硅薄膜进行了分析,得出了各组分薄膜在溅射态时的稳定态,从理论上说明了溅射态时CoSi2非晶态合金有较低的自由能。研究了Co-Si系非晶晶化温度随成分的变化情况,在不同成分的时候,影响结晶温度的主要因素也不同,主要有MIC, 混合焓和扩散三种原因。通过DSC曲线用非等温动力学方法计算出了CoSi和CoSi2的晶化激活能。经过以上计算分析给出了清楚的晶化反映描述。
研究了薄膜的组织结构及性能,建立了丝织构测量的简易方法,实现了薄膜织构的定量测量。通过对改进的Knuyt模型的推导,结合初始晶粒大小对织构发展的影响,成功的解释了(111)取向织构的优先生长,以及溅射功率,溅射压力,基片温度对于织构的影响,随着溅射气压降低,薄膜中的(111)取向逐渐增强,(220)取向降低;随着溅射功率的提高,薄膜中的(111)织构逐渐增强;而随着基底温度的提高,薄膜中的(111)织构先增强然后降低。