Презентация "Исследование процессов ионно-плазменного осаждения пленок твердых растворов (SiC)1-x(AlN)x"

Исследование процессов ионно-плазменного твердых растворов (SiC)1- осаждения пленок Физический факультет Физический факультет x(AlN)x

• Целью исследований является получение монокристаллических пленок твердых растворов (SiC)1-x(AlN)x методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней SiC-AlN.Исследование их структурных, электрических и оптических свойств в зависимости от условий осаждения. • Научная новизна Методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней SiС-AlN получены аморфные, поли- и монокристаллические пленки (SiC)1-x(AlN)x в атмосфере аргона. Экспериментально установлены оптимальные технологические параметры осаждения пленок (SiC)1-x(AlN)x; методами рентгеновской дифракции и оптической микроскопии установлены зависимости степени кристаллического совершенства и параметра решетки с пленок (SiC)1-x(AlN)x от химического состава и температуры осаждения. • • Научное положение, выносимое на защиту: • Способ получения пленок твердых растворов (SiC)1-x(AlN)x на подложках SiC, Al2O3 в диапазоне температур от 800 до 1300К., включающий магнетронное распыление поликристаллических мишеней SiC-AlN Зависимости скорости роста, степени кристалличности структуры и электропроводности пленок (SiС)1-x(AlN)x от температуры подложки. • Коротковолновый сдвиг края поглощения пленок (SiC)1-x(AlN)x с увеличением содержания нитрида алюминия, обусловленный изменением ширины запрещенной зоны (SiC)1-x(AlN)x.

Рис. 1. Схема магнетронной распылительной системы с плоской мишенью 1 — катод-мишень; 2 — магнитная система; 3 — источник питания; 4 — анод; 5 — траектория движения электрона; 6 — зона распыления; 7 — силовая линия магнитного поля.

Рис. 2. Схема разрядного промежутка магнетронной распылительной системы: 1 — катод-мишень; 2 — траектория вторичного электро на; 3 — электрон;4 — плазма; 5 — условный анод; 6 — анод; 7 — распыленный атом; 8-ион

Рис.3. Вольт- амперные харак теристики магнетронной систе мы распыления с плоским като дом при различных давлениях Рис.4. Вольт-амперные характеристики цилиндрической магнетронной системы распыления при постоянном давленииаргона 1.3 Па и различных величинах аргона индукции магнитного поля

ВУП-4 для осажденная пленок Рис.5. Структурная схема установки (SiC)1-AlN)х методом магнетронного распыления на постоянном токе. Источник  постоянного  тока  Система  откачки    Рабочая  камера  S  N  S  ВРТ  Система  напуска  газа

Рис.6. Длина термализации атомов Si,C,Al,N в аргоне.

Рис 7.Зависимости скорости роста (SiC)1- х(AlN)х от температуры подложки.

Рис.8. Рентгенограммы подложки SiC(1) и твердого раствора

Рис.9. Спектральная зависимость коэффициента поглощения пленок (SiC)1-x(AlN)x 1-х=0,46; 2- х=0,3

Выводы • • • • • • • • • Рассчитаны и экспериментально установлены оптимальные технологические параметры Методом магнетронного распыления поликристаллических мишеней SiС-AlN получены аморфные, поликристаллические и монокристаллические пленки (SiC)1-x(AlN)x в атмосфере аргона. осаждения пленок (SiC)1-x(AlN)x Методами рентгеновской дифрактометрии микроскопии исследованы структура, состав и морфология поверхности пленок (SiC)1-x(AlN)x. Установлено, что пленки (SiC)1-x(AlN)x, полученные методом магнетронного распыления достаточно однородны по площади и объему, а состав пленок близок составу поликристаллической мишени SiC-AlN. Установлено, что с увеличением плотности мощности разрядного тока скорость распыления возрастает. При этом также изменяется механизм распыления и в стационарном режиме распыление осуществляется преимущественно за счет каскада столкновений между атомами мишени. Скорость распыления мишеней SiC- AlN зависит не только от состава, но и от технологии изготовления. Анализированы результаты исследований тонких пленок, осажденных методом магнетронного распыления горячепрессованных мишеней SiC-AlN при различных температурах подложек 6H-SiС и сапфира. Определена зависимость элементного состава пленок (SiC)1-x(AlN)x от состава мишени. Установлено, что при температурах 500С растут аморфные пленки твердого раствора (SiC)1-x(AlN)x, увеличение температуры подложки до Т=800С приводит к формированию поликристаллической структуру пленек, а при дальнейшем увеличении температуры до Т=1000С формируются пленки твердого раствора (SiC)1-x(AlN)x монокристаллической структуры. Спектры оптического поглощения зависят от состава и структуры твердого раствора и изменяются в широком диапазоне длин волн.

Благодарю за внимание!