Структурні, механічні і оптичні властивості плазмохімічних Si-C-N плівок

Abstract

Досліджено вплив температури підкладкотримача в інтервалі температур (40-400 °С) на властивості Si-C-N плівок, осаджених плазмохімічним методом з гексаметилдісилазану. Проведено дослідження структури, картини хімічних зв’язків, морфології поверхні, механічних властивостей та енергетичної щілини з використанням рентгенівської дифрактометрії, інфрачервоної спектроскопії, рентгенівської фотоелектронної спектроскопії, атомно-силового мікроскопу, наноіндетування та оптичним поглинанням. Встановлено, що всі плівки є рентгеноаморфними і мають низьку шорсткість поверхні. З підвищенням температури підкладкотримача до 400°С відбуваються інтенсивна ефузія водню з плівок, що сприяє зменшенню шорсткості, а також збільшенню твердості та модуля пружності плівок.

Исследовано влияние температуры подложкодержателя в интервале температур (40-400 °С) на свойства Si-C-N пленок, осажденных плазмохимическим методом из гексаметилдисилазана. Проведено исследование структуры, картины химических связей, морфологии поверхности, механических свойств и энергетической щели полученных пленок используя рентгеновскую дифракцию, инфракрасную спектроскопию, рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию, атомно-силовую микроскопию, наноиндентирование и опотеческим поглощением. Установлено, что все пленки являются рентгеноаморфными и имеют низкую шероховатость поверхности. С повышением температуры подложкодержателя до 400 °C происходит интенсивная эффузия водорода с пленок, что способствует уменьшению шероховатости, а также увеличению твердости и модуля упругости более чем в два раза.

An influence of the substrate temperature in the range of 40-400 °C on the properties of the Si-C-N films deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique using hexamethyldisilazane is analyzed. Study of the structure, chemical bonding, surface morphology, mechanical properties and energy gap of the obtained films was carried out using X-ray diffraction, infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, optical measurements and nanoindentation. It was established that all the films were X-ray amorphous and had low surface roughness. Intensive hydrogen effusion from the films takes place, when substrate temperature increases up to 400 °C, which promotes a decrease of roughness and an increase in hardness and Young modules more than twice.