Вплив товщини шарів і умов осадження на структурний стан NbN/Cu багатошарових покриттів

Автори О.В. Соболь1 , А.О. Андреєв2, А.О. Мейлехов1 , Г.О. Постельник1 , В.O. Столбовий2 , І.М. Рищенко1, Ю.Є. Сагайдашніков1, Ж.В. Краєвська1
Приналежність

1Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Kірпічова 2, Харків, 61002, Україна

2Національний науковий центр Харківський фізико-технічний інститут, вул. Академічна 1, Харків, 61108, Україна

Е-mail
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 1
Дати Одержано 26 грудня 2018; у відредагованій формі 07 лютого 2019; опубліковано online 25 лютого 2019
Посилання О.В. Соболь, А.О. Андреєв, А.О. Мейлехов, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 1, 01003 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(1).01003
PACS Number(s) 64.75.St, 81.07.Bc, 62.25.-g, 61.05.cp, 61.82.Rx
Ключові слова Вакуумна дуга (6) , NbN/Cu, Період (14) , Потенціал зміщення (8) , Фазовий склад (33) , Структура (212) , Твердий розчин (24) .
Анотація

Досліджено вплив основних фізичних та технологічних факторів структурного проектування (товщина шару, тиск атмосфери та потенціал відхилення) на структурно-фазовий стан оболонок NbN/Cu. Встановлено, що при збільшенні товщини шарів нітриду ніобію від 8 до 40 нм (в багатошаровій композиції NbN/Cu) відбувається зміна фазового складу від метастабільного d-NbN (кубічна кристалічна решітка, структурний тип NaCl) до рівноважної e-NbN фази з гексагональної кристалічною решіткою. При низькому тиску РN = 7·10 – 4 Торр в тонких шарах (товщиною близько 8 нм) незалежно від Ub відбувається формування d-NbN фази. Причиною стабілізації цієї фази може бути однотипність металевої ГЦК кристалічної решітки d-NbN фази з кристалічною решіткою Сu. При збільшенні тиску від РN = 7·10 – 4 Торр до 3·10 – 3 Торр відбувається утворення більш рівноважної e-NbN фази з гексагональної кристалічною решіткою. Збільшення потенціалу зміщення при осадженні від – 50 В до – 200 В в основному впливає на зміну переважної орієнтації зростання кристалітів. В тонких шарах d-NbN фази (близько 8 нм) формується текстура кристалітів з віссю [100]. У шарах товщиною 40-120 нм переважно формуються кристаліти e-NbN фази з площиною гексагональної решітки (004) паралельною площині зростання. При найбільшій товщині шарів (більше 250 нм) відбувається переважне формування кристалітів e-NbN фази з площиною гексагональної решітки (110) паралельною площині зростання. Отримані результати показують великі можливості структурної інженерії в нітриді ніобію при його використанні в якості складового шару багатошарової періодичної системи NbN/Cu.

Перелік посилань