ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ОКИСЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПЛЕНОК ХРОМА ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДАМИ ТЕРМИЧЕСКОГО ИСПАРЕНИЯ В ВАКУУМЕ И МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ

АНОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается зависимость интенсивности окисления пленок хрома от разных методов получения образцов.

Ключевые слова: хром, ИК Фурье-спектроскопия, окисление, магнетронное распыление, термическое испарение в вакууме.

Хром является тяжелым металлом с хорошей адгезией ко многим материалам. В гибридных интегральных схемах хром используется в качестве адгезионного подслоя и материала резистора. Для получения пленок из данного материала используют методы термического испарения в вакууме и магнетронного распыления мишени. Однако в зависимости от выбранного метода получения физические свойства поверхности хрома будут разными.

В данной работе производилось исследование интенсивности окисления поверхности пленок хрома в зависимости от метода получения. В качестве образцов выступали пленки хрома, нанесенные на предметные стекла методами термического испарения в вакууме и магнетронного распыления.

Для оценки интенсивности окисления поверхности образцов применялся метод ИК Фурье-спектроскопии на установке «ФТ-801» [1].

На рисунках 1 и 2 изображены спектры образцов хрома, полученные методами термического испарения в вакууме и магнетронного распыления соответственно.

Рисунок 1. ИК-спектр пленки хрома, полученной методом термического испарения в вакууме

Рисунок 2. ИК-спектр пленки хрома, полученной методом магнетронного распыления

Как видно из рисунков 1 и 2 на участке длин волн 1100-1300 фиксируется характерное изменение спектра, что соответствует спектру оксида хрома. При этом можно наблюдать, что площадь под кривой спектра для образцов хрома, полученные методом термического испарения в вакууме меньше площади под кривой спектра для образцов хрома, полученные методом магнетронного распыления. Это говорит о том, что связей атомов хрома с кислородом в образцах, полученных методом магнетронного распыления больше, чем в образцах, полученных методом термического испарения в вакууме [2].

После получения результатов, пленка находилась на воздухе в течении 2 недель, затем измерения повторялись. На рисунках 3 и 4 представлены изображения спектров образцов хрома, полученные методами термического испарения в вакууме и магнетронного распыления после 2 недель.

Рисунок 3. ИК-спектр пленки хрома, полученной методом термического испарения в вакууме после 2 недель

Рисунок 4. ИК-спектр пленки хрома, полученной методом магнетронного распыления после 2 недель

Как видно из рисунков 3 и 4 площадь под кривой спектра для образца хрома, полученных методом термического испарения в вакууме, увеличилась в 2 раза, в то время, как площадь под кривой спектра для образца хрома полученный методом магнетронного распыления увеличилась незначительно. Следовательно, в обоих случаях фиксировалось увеличение концентрации кислорода на глубину образца, однако окисление образца хрома, полученного методом термического испарения в вакууме, происходило интенсивнее, по сравнению с образцами хрома, полученного методом магнетронного распыления.

Вероятно, это связано с высокой плотностью пленок хрома полученных методом магнетронного распыления, так как энергия конденсирующих частиц при магнетронном распылении больше, чем при термическом испарении в вакууме [3].

Заключение:

В проделанной работе были исследованы интенсивности окисления поверхности пленок хрома в зависимости от метода получения. В качестве образцов выступали пленки хрома, нанесенные на предметные стекла методами термического испарения в вакууме и магнетронного распыления.

Выяснилось, что связей атомов хрома с кислородом в образцах, полученных методом магнетронного распыления больше, чем в образцах, полученных методом термического испарения в вакууме. Однако после 2 недель на воздухе окисление образца хрома, полученного методом термического испарения в вакууме, происходило интенсивнее, по сравнению с образцами хрома, полученного методом магнетронного распыления.

Вероятно, это связано с высокой плотностью пленок хрома, полученных методом магнетронного распыления, так как энергия конденсирующих частиц при магнетронном распылении больше, чем при термическом испарении в вакууме.

Список литературы:

1. Серийные фурье-спектрометры [Электронный ресурс]. – Режим доступа: studme.org/209764/matematika_himiya_fizik/seriynye_fure_spektrometry (дата обращения: 12.06.2020).
2. Харланов, А.Н. Инфракрасная спектроскопия для исследования адсорбционных, кислотных и основных свойств поверхности гетерогенных катализаторов : Учебное пособие / А.Н. Харланов, М.И. Шилина. – Москва.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2011. – 110 с.
3. Зимон, А.Д. Адгезия пыли и попрошков. / А. Д. Зимон. – М.: Химия, 1976. – 430 с.