Морфология поверхности пленок SiC полученных методом магнетронного распыления в зависимости от ростовой температуры - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Для получения пленок SiC использовалась вакуумная установка типа УРМ3, модернизированная с учетом особенностей предполагаемой методики получения. Установка содержит двухступенчатую систему откачки вакуума (до 10-6 Мм. рт. ст.), система напуска газов (аргона, азота), магнетронная распылительная система и система нагрева подложки.
Распыление проводилось магнетроном планарного типа, изготовленного на основе магнитов NdFeB, охлаждаемого проточной водой. Для получения разряда использовался источник питания со стабилизацией тока "Statron 4205". Для регулирования и поддержания температуры подложки стабильной применялась автоматическая система высокоточного регулирования температуры ВРТ-3.
Рис.3.3. АСМ поверхность подложки 6H-SiC до напыления пленки карбида кремния
На рис.3.3 изображена поверхность монокристаллической SiC подложки где хорошо заметны линии шлифования где шероховатость поверхности составляет около 8nm (Лелли образец). Основными дефектами структуры пленок являются дислокации наследуемые из подложки (рис.3.3). Такие дефекты легко можно наблюдать на поверхности пленки, выращенной на подложке, содержащей дислокации, царапины, образующихся во время механической полировки подложек.
Все образцы были получены при фиксированных технологических параметрах, кроме температуры подложки.
Образец M10. Образец M10 был получен при температуре TS =1000 ОС. На рисунке 3.4 представлено изображение участка пленки SiC. На поверхности видны центры кристаллизации субмикронных размеров. Перепад высот на поверхности составляет в среднем 460 нм.
(а) (б)
Рис. 3.4. АСМ изображение пленки образца M10: а - топографическое; б - пространственное
На рисунке 3.5 (a) топографической картине видны отдельные участки коалисценции. Зерна на поверхности образца имеют преимущественно треугольную форму, с размерами в среднем 420 нм.
(а) (б)
Рис. 3.5. АСМ изображение пленки образца М10: а) - топографическое, б) - контур зерен. Размер скана 5х5 мкм.
Таким образом, топографическая картина, исследованная контактным методом рассогласования (рисунок 3.5 б) силы показывает более подробную информацию о формировании и рекристаллизации отдельных участков на поверхности пленки SiC, что трудно заметить на рисунке 3.5 а) исследованным методом постоянной силы.
Образец N8. При увеличении ростовой температуры до ТS=1060 ОС произошло консалидация зерен в островки. Перепады высот на поверхности образца составляют в среднем 75 нм. Зерна имеют преимущественно треугольную форму, с размерами в 430 нм.
Исследование другой области данного образца рисунок 3.6 показало, что в центральной области топографической картины, размерами 3,1Ч5,4 мкм замечено отличительный от остальной поверхности пленки участок. Исследования фазовой картины данной области рисунок 3.6 б показывает существенное отличие по фазе.
Вероятно, сформированная пленка SiC на поверхности 6H - SiC другой политипной модификации. Это происходит вследствие градиента температуры по всей площади подложки, известно, что карбид кремния имеет более 250 политипных модификаций.
(а) (б)
Рис.3.6. АСМ изображение поверхности образца N8: а - топографическое, б - пространственное.
(а) (б)
Рис. 3.7. АСМ изображение поверхности образца N8: а - топографическое изображение, б - фазовый контраст
Образец D5 . Исследование морфологии поверхности образца D5 полученного при ТS= 1130 ОС показывает, что пленка формируется в однородной фазе.
(а) (б)
Рис. 3.8. АСМ изображение поверхности образца D5: а - топографическое, б - пространственное
Средий перепад высот образца D5 составляет 70 нм, шероховатость составляет 6,7 нм.
Образец Р3. Образец P3 полученный при той же температуре, что и D5 и далее отожгли его в вакууме при T=1480 ОС в течении 20 минут. Рисунок 3.9 показывает нам поверхность данного образца, сформированную после отжига. Поверхность образца сформировалась в виде террас, свойственное механизму роста в виде спирали. Террасы на поверхности пленки SiC имеет перепад высот со средними размерами в 5 нм.
(а) (б)
Рис. 3.9. АСМ изображение поверхности образца P3: а - топографическое, б - оптическое
На рисунке 3.10 приведен профиль сечения дефекта роста на поверхности SiC, глубиной 1,8 мкм, шириной грани в 2,3 мкм.
Рис. 3.10. АСМ изображение поверхности образца K7: а - топографическое, б - профиль сечения.
Для определения достоверности было произведено исследование поверхности данной пленки с помощью РЭМ (рисунок 3.11), анализ которого подтверждает полученные результаты АСМ.
Рис. 3.11. РЭМ изображение поверхности образца K7
Похожие статьи
-
Сканирующее зондовая микроскопия и ее принцип работы В основе работы СЗМ лежат различные типы взаимодействия зонда с поверхностью образца. Характерное...
-
Заключение, Литература - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
В результате исследования АСМ пленок SiC на подложках 6H - SiC было выявлено увеличение процесса консолидации центров роста на поверхности образцов при...
-
Известно, что кубический карбид кремния (3С-SiC) является одним из наиболее интересных политипов SiC.3С-SiCобладает наибольшей среди политипов SiC и не...
-
Фазовые переходы и полиморфизм - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
В таблице 1 приведена современная классификация полиморфизма. К полиморфным превращениям могут приводить Фазовые переходы первого и второго рода. Фазовые...
-
Полиморфные переходы в карбиде кремния Уже первые исследователи, открывшие явление полиморфизма, наблюдали переходы одних модификаций в другие. В 1839...
-
Цель данного исследования состояла в изучении структуры и формы частиц титан-ванадиевого сплава, а также в определении наличия и состава примесей в этом...
-
Сканирующие элементы зондовых микроскопов - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Сканирующие элементы (сканеры) СЗМ с высокой точностью контролируют расстояние зонд-образец и осуществляют перемещения зонда в плоскости . Сканеры...
-
Структурная кристаллография карбида кремния Задолго до проведения рентгеновских исследований несколькими учеными с помощью оптических методов была...
-
Получение SiC и выращивание его кристаллов - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Промышленное получение SiC в широких масштабах до настоящего времени производится по методу Ачесона без каких-либо существенных изменений. SiC...
-
Введение - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния
Актуальность Темы . Карбид кремния SiC - единственный материал среди соединений элементов IV группы Периодической системы Д. И. Менделеева обладающий...
-
В настоящей дипломной работе была изучена научно-техническая литература по созданию тонкопленочных покрытий. Изучение литературных источников показало,...
-
Целью данного исследования было изучение шероховатости поверхности напыленных дисков. В качестве объектов исследования были взяты пять образцов дисков -...
-
Эффективность применения нераспыляемого газопоглотителя во многом зависит от структуры его активного материала. Известно, что у пористых тел истинная...
-
Немало важный интерес представляет изучение структуры поверхности электропроводящего наполнителя, для этого использовали атомно-силовой микроскоп (АСМ)...
-
С момента начала работы группы структуры НИЦ [29, 30], уже стало ясно, что группа структуры различных политипами можно сравнить наилучшим путем изучения...
-
Рис. 2. Последовательность стадий роста пленки Образование покрытия начинается с возникновения зародышей. На первом этапе происходит столкновение атомов...
-
К настоящему времени наноструктуры с использованием различных методов ИПД получены в чистых металлах, многих сплавах и сталях, а также в некоторых...
-
Изготовление монокристаллических ферритовых пленок - Изготовление пластинчатых магнитопроводов
Тонкие ферритовые магнитные пленки монокристаллической структуры находят широкое применение в качестве элементов для магнитных логических и запоминающих...
-
Кручение под высоким давлением (КВД) (Рисунок 6а) впервые было применено для обработки металлических материалов П. Бриджменом в 1935 году. Свое второе...
-
Методы получения слепков - Обработка на сверлильных станках
Метод конденсации из паров . На поверхности исследуемого шлифа конденсируют тонкий слой определенного вещества из его паров. Эта операция производится в...
-
Объектом исследования в рамках данной научной работы являются образцы смазочно-охлаждающих жидкостей трех фирм производителей: Garia 601 M-22 фирмы...
-
Полупрямое исследование двухфазных сплавов - Обработка на сверлильных станках
Полупрямое исследование дисперсной структуры двухфазных (и более сложных) сплавов проводится с помощью слепков, в которых фикси-руются подлинные частицы...
-
Рассмотрим ЛАЧХ и ЛФЧХ системы (рисунок 18): Рисунок 21 - ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы по каналу управления Исследуемая система устойчива, если ее...
-
Анализ теплофизических характеристик радиопоглощающих полимерных материалов проводили с применением методов дифференциально-термического (ДТА) и...
-
Хонингование - Методы отделочной обработки поверхности
Хонингование снижает отклонения формы и повышает размерную точность, уменьшает параметр шероховатости поверхности, сохранят микротвердость и структуру...
-
Создание пленок термическим методом, молекулярно-лучевой эпитаксией в вакууме или магнетронным, ионным в газовых средах происходит в следующей...
-
Шероховатость поверхностей - Методы подготовки поверхности
Шероховатость поверхности является одной из основных геометрических характеристик качества поверхности деталей и оказывает влияние на эксплуатационные...
-
Цель данного исследования состояла в исследовании мишеней при помощи сканирующего микроскопа и определения наличия примесей в них. В качестве объектов...
-
Оценим склонность к колебаниям и быстродействие системы по виду кривой переходного процесса в при типовом единичном ступенчатом воздействии. В этом...
-
1. Плоскостность. Требование, означающее строгую параллельность лицевой стороны, куда наносят пленку, к тыльной стороне. Это необходимо как для...
-
Целью данного исследования являлось 1. Определение влияния температуры подложки во время нанесения покрытия на структурные параметры сорбента мишеней...
-
Определение теплофизических характеристик наполненных полимерных пленок очень важно с практической точки зрения. Предполагаемой областью применения...
-
6.1. Измерения показателей микроклимата в целях контроля их соответствия гигиеническим требованиям должны проводиться в холодный период года - в дни с...
-
Спекание керамики Операция спекания осуществляется для придания изделиям их окончательной прочности, компактности и плотности материала, полного...
-
Заключение - Методы подготовки поверхности
Совершенно справедливо утверждать, что качество машины заложено в поверхностном слое детали. Методами литья, ковки, штамповки, прокатки, сварки,...
-
Одним из наиболее распространенных и доступных критериев оценки радиопоглощающих материалов является величина коэффициента отражения при нормальном...
-
Метод оптической микроскопии Изучение структуры образцов было проведено с помощью настольного растрового электронного микроскопа Jeol 5000 NeoScope (рис....
-
Объекты исследования Для выявления способности эффективного поглощения электромагнитного излучения в работе были исследованы различные полимерные...
-
В настоящее время электронно-лучевые пушки очень широко применяются в промышленности. Они используются для сварки, нанесения покрытий, плавки, в научных...
-
Суперфиниширование - Методы отделочной обработки поверхности
Суперфиниширование - отделочный метод обработки абразивными брусками. Рис. 7. Отделка абразивными брусками Для него характерны колебательные...
Морфология поверхности пленок SiC полученных методом магнетронного распыления в зависимости от ростовой температуры - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния