Нанопленки TiN/BN, полученные плазменным улучшенным химическим осаждением из паровой фазы
Получение многослойных покрытий путем физического осаждения из паровой фазы. Использование автоматической системы клапанов. Изменения структуры и химического состояния пленок при разных толщинах слоя. Условия осаждения многослойных наноразмерных пленок.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.06.2018 |
| Размер файла | 48,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Нанопленки TiN/BN, полученные плазменным улучшенным химическим осаждением из паровой фазы
Узяев Ильяс Венерович, студент
Майдан Дмитрий Александрович, к.т.н., доцент
СамГТУ, Самара
За последнее десятилетие большое внимание было уделено исследованию нанослойных многослойных и сверхрешетчатых пленок для чрезвычайно высокой твердости. Различные пленки сверхрешетки были сделаны комбинацией различных керамических и металлических материалов. Многослойные покрытия были получены в большинстве случаев путем физического осаждения из паровой фазы (PVD), такого как распыление и испарения дуги, а не путем химического осаждения из паровой фазы (CVD), поскольку PVD позволяет более эффективно контролировать толщину и составную модуляцию каждого слоя.
BN имеет несколько кристаллических структур, подобных углероду. Кубический BN (c-BN), который аналогичен алмазу, находится при очень высоких давлениях и температурах. Он чрезвычайно твердый и более стабильный, чем алмаз при высоких температурах. Шестиугольная BN (h-BN) имеет слоистую структуру, подобную графиту. Однако он является прозрачным, огнеупорным и коррозионно-стойким с хорошими диэлектрическими свойствами.
В этом исследовании наноразмерный TiN/BNмногослойный слой был осажден PECVD с использованием автоматической системы клапанов. Кроме того, были исследованы изменения структуры и химического состояния пленок при разных толщинах слоя BN.
Многослойный TiN/BN осаждался на кремнии p-типа (111) системой PECVD (рисунок 1). Для осаждения TiN использовали газовую смесь TiCl4, H2 и NH3, а Ar использовали в качестве газа-носителя для TiCl4. Для осаждения BN использовалась газовая смесь BCl3, H2, Ar и NH3, а TiCl4 и BCl3 подавались попеременно с помощью автоматической регулируемой клапанной системы для осаждения многослойного покрытия TiN/BN. Между осаждением TiN и BN камеру эвакуировали в течение 12 с для предотвращения смешивания реакционноспособных газов.
Толщина каждого слоя TiN и BN контролировали путем регулирования времени подачи реагентных газов TiN и BN со ссылкой на скорость осаждения монослоев TiN и BN. Многослойные покрытия TiN/BN имели различную толщину слоя BN от 0,5 до 5 нм, тогда как толщину слоя TiN поддерживали примерно на 5 нм. Температура подложки составляла 5308C, а мощность и напряжение смещения подложки составляло 100 Вт и 140 В соответственно. Подробные условия осаждения каждого образца показаны в таблице 1.
Для анализа толщины слоя и композиционной модуляции многослойных образцов использовали низкоугловую рентгеновскую дифракционную и просвечивающую электронную микроскопию. Структуру многослойного TiN/BN исследовали методом глубокой рентгеновской дифракции (XRD), а химическое состояние покрытий изучалось с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS). XRD-анализ проводился с использованием метода ступенчатого сканирования для определения точных дифракционных пиков (ширина данных: 0,02 градуса, время отсчета: 2 с).
многослойный покрытие пленка паровой
Рисунок 1. Принципиальная схема системы PECVD
Таблица 1. Условия осаждения многослойных наноразмерных пленок TiN/BN
|
№ |
Название примера |
Время осаждения TiN (с) |
Время осаждения BN (с) |
Время выхлопа (с) |
|
|
1 |
Образец А |
22.5 |
280 |
12 |
|
|
2 |
Образец В |
22.5 |
168 |
12 |
|
|
3 |
Образец С |
22.5 |
56 |
12 |
|
|
4 |
Образец D |
22.5 |
28 |
12 |
Многослойные покрытия TiN/BN осаждались на кремниевых подложках p-типа (111) с помощью плазменного химического осаждения из паровой фазы (PECVD) с использованием TiCl4 и BCl3 в качестве предшественников TiN и BN соответственно. При автоматизированной системе клапанов индивидуальную толщину слоя TiN и BN можно контролировать в нанометровом масштабе. Толщина слоя BN варьировалась от 0,5 до 5 нм, а толщина TiN поддерживалась постоянной при 5 нм. Анализ XRD и XPS показал, что кубический BN сформировался на матричном слое TiN, когда толщина слоя BN была достаточно тонкой (-0,5, 1 нм). Низкоугольные рентгеновские дифрактограммы и дифрактограммы электронов многослойного TiN/BN показали хорошо определенную композиционную модуляцию.
Литература
1. M.L. Wu, X.W. Lin, V.P. Dravid, Y.W. Chung, M.S. Wong, D. Sproul, J. Vac. Sci. Technol. A 15 (3) (1997) 946.
2. X. Chu, M.S. Wong, W.D. Sproul, S.L. Rohde, S.A. Barnett, J. Vac. Sci. Technol. A 10 (4) (1992) 1604.
3. L.A. Donohue, J. Cawley, D.B. Lewis, J.S.-D. Brooks, W. MuЁnz, Surf. Coat. Technol. 76-77 (1995) 149.
I. Petrov, F. Adibi, J.E. Greene, L. Hultman, J.-E. Sundgren, Appl. Phys. Lett. 63 (1993) 36.
4. M. Setoyama, A. Nakayama, M. Tanaka, N. Kitagawa, T. Nomura, Surf. Coat. Technol. 86-87 (1996) 225.
5. D. Li, X. Chu, S.-C. Cheng, X.-W. Lin, V.P. Dravid, Y.-W. Chung, Appl. Phys. Lett. 67 (1995) 203.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Аналитический обзор термохимических методов нанесения металлических покрытий. Описание процесса осаждения металлических пленок из паровой фазы. Технология герметизации альфа-источников с осаждением хромового покрытия при термическом разложении хрома.
дипломная работа [6,2 M], добавлен 27.11.2013Химические методы получения тонких пленок. Способы получения покрытий на основе нитрида алюминия. Преимущества газофазной металлургии. Сущность электрохимического осаждения, процесса газового анодирования. Физикохимия получения пленочных покрытий.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 22.06.2011Исследование влияния параметров метода химического осаждения на структуру, толщину, морфологию поверхности и эксплуатационные характеристики тонких пленок кобальта из металлоорганического соединения с заданными магнитными и электрическими свойствами.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 09.07.2014Сущность, виды, методы получения, сферы применения металлических покрытий. Технология и особенности химического серебрения стекла. Характеристика основных методов химического осаждения металлов. Прочность прилипания металлического слоя к поверхности.
реферат [43,7 K], добавлен 28.09.2009Основные способы выращивания монокристаллов. Способ их выращивания из паровой фазы. Применение методов Врейнеля, Бриджмена, Чохральского и зонной плавки. Структура, дефектность и нестехиометрия ферритов. Изучение сущности метода совместного осаждения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.06.2015Молекулярное и надмолекулярное строение полимеров и их влияние на относительно элементарные процессы осаждения металлического покрытия. Осаждение тонких полимерных покрытий из активной газовой фазы. Размерные эффекты в тонких полимерных покрытиях.
реферат [204,7 K], добавлен 05.01.2010Прямое азотирование кремния. Процессы осаждения из газовой фазы. Плазмохимическое осаждение и реактивное распыление. Структура тонких пленок нитрида кремния. Влияние поверхности подложки на состав, структуру и морфологию осаждаемых слоев нитрида кремния.
курсовая работа [985,1 K], добавлен 03.12.2014Применение тонких полимерных пленок в различных областях техники, изучение их структуры. Исследование термической деструкции методом ИК-спектроскопии. Получение полисилоксановых пленок на поверхности металла методом полимеризацией под действием разряда.
статья [547,4 K], добавлен 22.02.2010Понятие степени окисления элементов в неорганической химии. Получение пленок SiO2 методом термического окисления. Анализ влияния технологических параметров на процесс окисления кремния. Факторы, влияющие на скорость получения и качество пленок SiO2.
реферат [147,2 K], добавлен 03.12.2014Кристаллическая структура гидроксилапатита. Структура элементарной ячейки В-ТКФ. Основные методы синтеза фосфатов кальция. Проведение рентгеноструктурного анализа. Синтез (получение) гидроксилапатита на основе реакции осаждения из водных растворов.
контрольная работа [3,3 M], добавлен 12.09.2012Закономерности образования и роста покрытий, формируемых из газовой фазы, закономерности роста вакуумных покрытий. Адсорбция и образование зародышей конденсированной фазы. Взаимодействие частиц конденсированной фазы, их срастание (коалесценция).
реферат [96,4 K], добавлен 21.01.2011Изучение теоретических основ методов осаждения органических и неорганических лекарственных веществ. Анализ особенностей взаимодействия лекарственных веществ с индикаторами в методах осаждения. Индикационные способы определения конечной точки титрования.
курсовая работа [58,1 K], добавлен 30.01.2014Механизм электрохимического окрашивания анодных оксидных пленок на алюминии и его сплавах по методу катодного внедрения. Составы электролитов на основе серной, фосфорной и щавелевой кислот и режимы электролиза для нанесения анодных оксидных пленок.
автореферат [1,4 M], добавлен 14.10.2009Основные свойства полиимидных пленок, закономерности изменения их структур, происходящие под действием барьерного разряда. Влияние обработки в барьерном разряде на процессы накопления гомозаряда в пленках. Кратковременная электрическая прочность.
дипломная работа [6,7 M], добавлен 03.03.2012Электрохимические методы формных процессов и исследование процесса электрохимического осаждения хрома. Оценка его значения в полиграфическом производстве. Приготовление, корректирование и работа хромовых ванн. Проверка качества и недостатки хромирования.
реферат [24,2 K], добавлен 09.03.2011Поли-3,4-этилендиокситиофен: синтез и электрохимические свойства. Структура и электрохимические свойства композитных пленок с включениями частиц золота. Получение композитных материалов на основе пленок PEDOT с включениями частиц дисперсного золота.
дипломная работа [6,0 M], добавлен 10.11.2011Составы равновесных жидкости и пара. Определение состояние пара. Законы Коновалова. Дробная перегонка и ректификация. Зависимость состава паровой фазы от температуры. Давление насыщенного пара в системах с ограниченной взаимной растворимостью компонентов.
лекция [600,0 K], добавлен 28.02.2009Характеристика скорости осаждения частиц. Описание метода раздельного осаждения частиц. Особенности зонально-скоростного ультрацентрифугирования. Достоинства и недостатки метода. Применение метода равновесного ультрацентрифугирования, подбор среды.
лабораторная работа [47,6 K], добавлен 11.12.2009Закономерности деформации профилированных пленок. Способы получения фибриллированных волокон и нитей. Дифрактограммы малоуглового рассеяния поляризованного света составными частями пленки. Зависимость продольной вязкости полимера от условий деформации.
реферат [422,2 K], добавлен 18.03.2010Материалы, используемые для производства термоусадочных пленок. Методики получения полимерных композиций. Методы исследования технологических и эксплуатационных свойств полимерных композиций. Рентгенографический анализ и измерения вязкости расплава.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.07.2015
