（０２）反应制备二氧化钛薄膜。在薄膜沉积前用ｃＣ．１０５冷阴极离子源清洗基底，时间为１２０ｓ。工作气体为氧气（０２），流量为２２ｓｃｃｍ。制备二氧化钛薄膜时，本底真空度优于８．０×１０。３Ｐａ。基底温度为３２３Ｋ一４７３Ｋ，沉积速率为０．２ｒｉｍ・ｓ～一Ｉ．５ｒｉｍ・８～，二氧化钛薄膜的厚度为５５５ｎｍ一鲫姗。基底采用直径为５０．８ｍｍ、厚度为３５０／ｘｍ的圆形硅片（ｓｉ（１００＞）。
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图１ＤＥＮＴＯＮ矾ＧＩＵ强俨一３９光学镀膜系统示意图
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二氧化钛薄膜的离子束轰击实验是在ＤＥＮＴＯＮＩＮＧＲＥＴＹＲ．３９全自动光学镀膜系统上进
行的。采用ＤｅｎｔｏｎＶａｃｕｕｍＣＣ．１０５冷阴极离子源对二氧化钛薄膜进行轰击。通过工件架的公转和样品盘的自转，来实现离子束对样品的均匀轰击。离子束轰击参数为：氩气流量为２２∞ｅｍ，真空室温度为３１２Ｋ，本底真空优于４．０×１０～Ｐａ，工作真空度优于７．９×１０～Ｐａ，轰击时间为３００ｓ，样品盘转速为１５ｒ・ｍ～。
１．２样品分析阳极钢爪
选用日本岛津公司的ＳＰＭ．９５００Ｊ３型原子力显微镜（ＡＦＭ）进行薄膜样品表面形貌分析，该仪器为接触模式，针尖曲率半径为２０ｒｉｍ，３０衄探头，水平最大扫描范围为１２５／ａｎ×１２５，０．ｍ。可以直接观察薄膜样品表面缺陷、表面重构、表面吸附体的形态和位置等。薄膜样品的微观结构分析是在脚ｓ公司的
ｘ’ＰｅｒｔＰｒｏ型ｘ射线衍射系统上用ｃｕ靶的ｌｃ０射线进行的。测试条件是：管压为４５ｋｖ，管流为４０ｍＡ，入射角度为ｌｏ，扫描速率为４。ｍｉｎ～，步宽为０．０６０，扫描角度为１００一９００范围。
用ＢＧＳ６４３１型电子薄膜应力分布测试仪测量了二氧化钛薄膜的应力分布。薄膜应力分布测试仪运用光偏振相移干涉原理，通过测量由薄膜应力引起的衬底基片变形或曲率半径的变化，再转换成薄膜应力。硅基片上一点（ｘ，ｙ）处离面位移量加’（ｘ，Ｙ）与该点曲率及应力分布ａ（ｘ，ｙ）之
电动粉扑间的关系为【８】盯（”）＝半
：６１‰【鼍产＋鼍产】
一（一Ｐ。）￡ｆＬａ菇２’ａ严Ｊ
＝孝６Ｉ‰・南Ｙ（１）
一（一￡，。）ｔｆＲ（膏，）、‘７式（１）中ｔ。与“分别表示硅基片和二氧化钛薄膜的厚度，Ｅ和弘。分别为硅基底的弹性模量和泊松比。实验中分别测量沉积前后的硅基片的形变，再输入Ｅ。、卢。、‘ｆ和￡。的值，就可由薄膜应力分布测试仪计算出薄膜的平均应力；，最大应力盯一和最小应力盯面。，并给出应力分布图。
２结果与讨论
２．１Ａ刚分析
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图２为离子束轰击前后二氧化钛薄膜的ＡＦＭ照片。二氧化钛薄膜的沉积速率为Ｏ．４ｒａｎ・ｓ～，沉
图２离子束轰击二氧化钛薄膜的ＡＦＭ照片
魂．２ＴｈｅＡＦＭ灿０ｆｔｈｅｌＪｌｌｍｉｌａｎｏｘｉｄｅ
螺钉连接丘｜潞船ＩｏｎＢｅａｍ
Ｂａｎｂ加ｄ嗍ｔ
第２期陈焘等：离子柬轰击对电子束蒸发制备二氧化钛薄膜应力的影响
膜的平均应力由７２．９ＭＰａ变为一１６．７ＭＰａ，离子束轰击后样品的应力由张应力变为压应力。用能量为１３１ｅＶ的离子束轰击样品时，二氧化钛薄膜的平均应力由２．ＩＭＰａ变为一１９．９ＭＰａ，离子束轰击后样品的应力由张应力变为压应力。从以上的实验数据分析可知：在一定的轰击时间下，用较小能量的离子束轰击二氧化钛薄膜样品时，只是应力的大小发生了变化。但随着离子束轰击能量的增大，不仅应力的大小发生了变化，而且薄膜的应力由轰击前的张应力变为轰击后的压应力。这就说明可以通过调节离子柬的能量，来改变二氧化钛薄膜的应力大小和分布状态。
图５不同能量离子束轰击时二氧化钛薄膜的应力分布隐．５Ｓｈ∞凼蚵‰０ｆｔｈｅｆｉｔａｎｉｍｎ耐ｄｅ‰６１ｍｓ
ｈｏｍｂａａ糊ｂｙｄｉｆｆｅｎｍｔｉｏｎｂｅａｍｅｎｅｔｓｙ
图５表示在不同能量离子束轰击时二氧化钛薄膜的应力分布情况。从中可以看出，当离子束能量为８２“，轰击时间为３００ｓ时，应力的变化区域主要
发生在基片的中间部分，离子束轰击后薄膜的平均．应力增大，应力分布的均匀性变差。当离子束能量为１１３ｅＶ，轰击时间为３００ｓ时，基片上大部分区域应力都发生了变化，离子束轰击后薄膜
的应力由张应力变为压应力，应力分布变得更为均匀。当离子柬能量为１３１ｅＶ，轰击时间为３００ｓ时，应力的变化区域主要集中在基片的边缘部分，离子束轰击后薄膜的应力由张应力变为压应力，应力分布的均匀性变差。
３结论
本文采用电子束蒸发制备了二氧化钛薄膜，通过ＡＦＭ、ＸＲＤ、薄膜应力测试仪对离子束轰击时二氧化钛薄膜应力的分析，得出如下结论：
（１）电子束蒸发制备的二氧化钛薄膜常常具有很大的张应力。当沉积温度为３２３Ｋ、沉积速率为Ｏ．２ｒｉｍ・ｓ。１时，二氧化钛薄膜具有较小的应力值，平均应力为４８．２ＭＰａ。
（２）用离子束轰击二氧化钛薄膜时，不仅薄膜应力的大小发生了变化，而且薄膜的应力由轰击前的张应力变为轰击后的压应力。用能量为１１３ｅＶ的离子束轰击３００ｓ时，平均应力由７２．９ＭＰａ的张应力变为１６．７ＭＰａ的压应力。
信号转换器
（３）微观结构变化是影响二氧化钛薄膜应力的主要因素。
参考文献
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