Исследование методами сканирующей зондовой микроскопии и наноиндентирования пленок карбонитрида кремния, полученных плазмохимическим газофазным осаждением из гексаметилдисилазана

В.Р. Шаяпов1, М.Н. Хомяков2, Ю.М. Румянцев1
1Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, пр. Ак. Лаврентьева, 3, 630090, Новосибирск
2Институт лазерной физики СО РАН, пр. Ак. Лаврентьева, 13/3, 630090, Новосибирск
Аннотация
Методом наноиндентирования исследованы механические свойства (твердость, модуль Юнга, упругое восстановление) пленок карбонитрида кремния, полученных методом газофазного плазмохимического осаждения из гексаметилдисилазана. Сканирующая зондовая микроскопия применялась для изучения поверхности и определения параметров ее шероховатости. Обнаружено, что твердость и модуль Юнга растут с ростом температуры осаждения. Упругое восстановление близко к 100 % при низких температурах осаждения (ниже 250 °C) и уменьшается с дальнейшим ростом этой температуры. Результаты объясняются увеличением концентрации ковалентных связей и другими изменениями в химическом и фазовом составе пленок.
Получена: 14 ноября 2013   Исправлена: 10 декабря 2013   Принята: 11 декабря 2013
Просмотры: 94   Загрузки: 19
Ссылки
1.
 Y. Peng, J. Zhou, B. Zhao, X. Tan, Zh. Zhang. Thin SolidFilms. 519, 2086 (2011).
2.
  I.  Blaszczyk-Lezak, A.M.  Wrobel, T.  Aoki, Y.  Nakanishi,I. Kucinska, A. Tracz. Thin Solid Films. 497, 24 (2006).
3.
  P.  Hoffmann, N.  Fainer, M.  Kosinova et al. Compilationon Synthesis, Characterization and Properties of Siliconand Boron Carbonitride Films, in: M. Mukherjee (Ed.),Silicon Carbide — Materials, Processing and Applicationsin Electronic Devices. InTech. Rijeka. (2011) p. 487–546.
4.
  P. S.  Hoffmann, N.I.  Fainer, O.  Baake, M.L.  Kosinova,Y.M. Rumyantsev, V.A. Trunova, A. Klein, B. Pollakowski,B.  Beckhoff, W.  Ensinger. Thin Solid Films. 520, 5906(2012).
5.
 N.I. Fainer. Russ.J. Gen. Chem. 82, 43 (2012).
6.
  N.I.  Fainer, M.L.  Kosinova, Yu.M.  Rumyantsev,E.A.  Maksimovskii, F.A.  Kuznetsov, V.G.  Kesler,V.V. Kirienko, Han Bao-Shan, and Lu Cheng. Glass Phys.Chem. 31, 427 (2005).
7.
  V.R.  Shayapov, Yu.M.  Rumyantsev, A.A.  Dzyuba,B.M. Ayupov, N.I. Fainer. Appl. Surf. Sci. 265, 385 (2013).
8.
  V.R.  Shayapov, Yu.M.  Rumyantsev, N.I.  Fainer,B.M. Ayupov. Key Engineering materials. 508, 283 (2012).
9.
  N.I.  Fainer, A.N.  Golubenko, Yu.M.  Rumyantsev, andE.A. Maximovskii. Glass Phys. Chem. 35, 274 (2009).
10.
W.C. Oliver, G.M. Pharr. J. Mater. Res. 7, 1564 (1992).
11.
H. He and M.F. Thorpe. Phys.Rev. Lett. 54, 2107 (1985).
12.
M.F. Thorpe. Ann.N. Y. Acad. Sci. 484, 206 (1986).
13.
B.R.  Dvordjević and M.F.  Thorpe. J.  Phys.: Condens.Matter. 9, 1983 (1997).
14.
A.M. Wrobel, M. Kryszewski. Progr. Colloid Polym. Sci.85, 91 (1991).
15.
K.W. Gerstenberg. Colloid Polym. Sci. 268, 345 (1990).
16.
A.M. Wrobel. Chem.Vap. Deposition. 16, 211 (2010).
17.
K.W.  Gerstenberg, W.  Beyer. J.  Appl. Phys. 62, 1782(1987).
18.
N.I.  Fainer, M.L.  Kosinova, Yu.M.  Rumyantsev, andF.A.  Kuznetsov. J.  Struct. Chem. 45 (Supplement), S65(2004).
19.
D.  Schneider, T.  Schwarz. Surf. Coat. Technol. 91, 136(1997).
20.
R.A.  Andrievski, G.V.  Kalinnikov, N.  Hellgren,P. Sandstorm, D.V. Shtanskiy. Phys. Solid State. 42, 1671(2000).
21.
A.R.  Shugurov, A.V.  Panin, K.V.  Oskomov. Phys. SolidState. 50, 1050 (2008).
22.
X. Chen, J.J. Vlassak. J. Mater. Res. 16, 2974 (2001).