[发明专利]超硬TiB2/Si3N4纳米多层膜及其制备方法

权利要求书

1.一种超硬TiB₂/Si₃N₄纳米多层膜，其特征是在0-60nm纯Ti过渡层上交替沉积TiB₂和Si₃N₄层；其中TiB₂与Si₃N₄层调制比为3-20.6∶1；每周期层厚为3-15nm，多层膜周期个数为27-200，纳米多层膜总层厚为400～600nm。

2.如权利要求1所述的TiB₂/Si₃N₄纳米多层膜，其中纯Ti过渡层厚30-45nm，每周期层厚11.8-15nm，多层膜周期个数为30-80层，TiB₂∶Si₃N₄层调制比为5-15∶1。

3.如权利要求1所述的TiB₂/Si₃N₄纳米多层膜，其中纯Ti过渡层厚38nm，每周期层厚11.8nm，多层膜周期个数为30-40层，TiB₂∶Si₃N₄层调制比为15.6∶1。

4.如权利要求1所述的TiB₂/Si₃N₄纳米多层膜，其特征是TiB₂层在小于11nm与Si₃N₄为0.71nm时形成的多晶超晶格结构。

5.一种制备权利要求1所述TiB₂/Si₃N₄纳米多层膜的方法，其特征是：

首先将单面抛光的Si(100)基底进行处理，然后在基底上先沉积Ti过渡层，再采用多靶考夫曼离子枪溅射交替沉积TiB₂/Si₃N₄制成多层膜；其中控制基底加热温度为25-425℃，每层的厚度由对溅射靶施加的溅射能量和速流及过渡层在靶前的停留时间控制；

其中所述的流量保持在4.02毫升/秒；溅射能量为1.05keV；溅射束流为25mA，加热电流2-2.8A，沉积过程中总的工作气压为1.2×10^-2Pa～1.3×10^-2Pa。

6.权利要求5所述的制备方法，其中所述的交替沉积TiB₂与Si₃N₄薄膜时，是先将高纯度Ti，TiB₂与Si₃N₄靶交替地旋转至溅射位置，其中TiB₂和Si₃N₄溅射能量和束流均为1.05keV和25mA，TiB₂与Si₃N₄的溅射时间控制在410秒和40秒。