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TiN薄膜具有优异的机械性能、低电阻率、较佳的化学稳定性和热稳定性以及优异的光学特性,已被应用于各个领域,如工具钢涂层、建筑物的装饰材料掺杂、半导体设备中的扩散势垒层以及平板显示器等.但是以现有各种技术制备TiN薄膜已很难进一步改善其性能.因此,TiN多层膜或金属掺杂TiN薄膜的制备研究,对进一步改善TiN薄膜的性能具有重要的意义.磁控溅射方法由于设备简单、易于控制且重复性好,不失为制备TiN薄膜的最佳方法之一.本文首先利用直流反应磁控溅射方法,在Si(100)衬底上制备了TiN薄膜,通过改变沉积参数得到了最佳的TiN薄膜样品.通过X射线衍射(XRD)分析可知,TiN薄膜的择优取向为(111)方向；Raman光谱分析表明薄膜晶粒较大,结晶性强；分析扫描电子显微镜(SEM)图可知,薄膜表面结构致密,且晶粒呈棱锥形态,平均晶粒大小约为80-180nm；进一步通过纳米显微压痕仪和紫外-可见光-近红外分光光度计研究TiN薄膜的机械性能和光学特性,发现其硬度约为6.9GPa,而弹性模量约为149.2GPa；在波长为1200nm,其反射率可达到84.4%.通过对Si衬底上制备TiN薄膜的实验参数分析,可知溅射电流对TiN薄膜的结构性质有较大影响.其次,利用直流磁控溅射法在Si(100)衬底上先沉积了金属Ti、 Al和Zn膜作为缓冲层,然后通过改变溅射电流在Ti、 Al和Zn缓冲层上制备了TiN薄膜.利用上述表征手段分析了TiN多层膜的的结构、表面形貌、机械性能和光学特性.与在Si衬底上制备的TiN薄膜比较而言,在Al缓冲层上制备的TiN薄膜仍具有(111)方向的择优取向,结晶性也没有太大变化,但晶粒变大,其硬度和弹性模量均下降,在波长为1200nm处的反射率也呈下降趋势；在Ti缓冲层制备的TiN薄膜也具有(111)方向的择优取向,但结晶性变好且晶粒变大,而机械性能和光学特性均呈下降趋势；在Zn缓冲层上制备的TiN薄膜具有(200)方向的择优取向,且结晶性变好,但Zn缓冲层和TiN薄膜均为丝絮状,因此机械性能和光学特性均呈明显下降趋势.最后,利用磁控溅射法在Si(100)衬底上沉积Al掺杂TiN薄膜.XRD分析显示随着电流的增加,h-AlN(100)方向衍射峰的峰值强度逐渐减弱直至消失.而当电流为0.4A时,出现了TiAlN(200)方向的衍射峰,衍射峰强度随着电流增加只是略微增强.以溅射电流为0.4A的样品为对象进行分析,Raman光谱分析薄膜的结晶性很好.通过装有能量分散X射线分析仪(EDX)的SEM分析薄膜,其中Al含量约为0.61wt%,且薄膜结构致密.而薄膜的反射光谱与TiN薄膜相比,在近红外区存在突降的趋势.