Comparison of physicochemical properties of nitride films produced by various reactive sputtering methods

Authors

  • Наталья Афанасьевна Василенко Institute of Chemical Technology East Ukrainian National University named after Volodymyr Dahl Luhansk region., Rubezhnoye str. Lenina 31, com. 408, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-5897-6917
  • Алексей Олегович Василенко Donetsk National University Donetsk, Avenue Theater, 13, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-2506-5719

Keywords:

ion implantation, condensation and ion bombardment, nitride, physicochemical properties

Abstract


Improvement of physical, mechanical and chemical properties of thin nitride films depends on the methods of their deposition and improvement of the structure, which determines the obtained properties. In the production of nitride films, which are promising in solid-state microelectronics and instrument engineering, various reactive sputtering methods are widely used. For the solution of these problems, relatively new methods - ion implantation method (II) and condensation and ion bombardment (CIB) method, carried out on the "Bulat" in stallation are quite promising. However, films, obtained by various methods using the same initial materials, as a rule, have various characteristics. In this paper, the films of nitrides on Ti, Ta, W, Mo, Ni, Si (111) and NaCl (100) substrates were obtained by the above methods, their physical, electrical and chemical characteristics were studied. The kinetics and mechanism of build-up of the obtained film coatings were established, the growth constant was calculated. Due to the study of physicochemical properties of films, obtained by various methods it is possible to obtain film coatings with previously predicted properties.

Author Biographies

Наталья Афанасьевна Василенко, Institute of Chemical Technology East Ukrainian National University named after Volodymyr Dahl Luhansk region., Rubezhnoye str. Lenina 31, com. 408

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Assoc.

Chair Department of Physics and Technical Mechanics

Алексей Олегович Василенко, Donetsk National University Donetsk, Avenue Theater, 13

Student 2nd year c. F-2

Department "Nanophysics", Faculty of Physics and tehnichesky

References

Технология тонких плёнок [Текст] : справочник под ред. Л. Майcсела, Р. Глэнга. Пер. с англ. - М. И. Елинсона, Г. Г. Смолко - Т. 1. М. «Сов. Радио» - 1977 - 664 с. 2. Дисперсность наращиваемых пленок химических соединений [Текст] : научно-техническая конференция «Технология 2001» / Н. А. Василенко - Северодонецк, 2001 – с. 89 – 92. 3. О дисперсности пленочных продуктов твердофазных реакций [Текст] : VIII Мiжнародна конференцiя з фiзики i технологiї тонких плiвок ISPTTF - VIII. Матер. конф. / П. И. Игнатенко, Н. А. Василенко, Д. Н. Терпий - Iвано-Франкiвськ, 2001 – С. 172 – 173 4. Андриевский, Р.А. Синтез и свойства пленок фаз внедрения [Текст] / Р.А. Андриевский // Успехи химии – 1997 - 66(1) - с. 57 –76. 5. Андриевский, Р. А. Структура и физико-механические свойства наноструктурных боридонитридных пленок [Текст] / Р. А. Андриевский, Г. В. Калинников, Н. П. Кобелев // Физика твердого тела – 1997 - т. 39, №10. с. 1859 - 1864. 6. Ионная имплантация [Текст] / под ред. Дж. К. Хирвонена - М.: Металлургия, 1985.- 392с. 7. Ионная имплантация катализаторов// Тонкие пленки в электронике [Текст] : доклады 8-го международного симпозиума (22-24 апреля 1997) / И. П. Васильев, В. Н. Злобин, В. И. Бондаренко - Харьков, (Тр. укр. вакуумного общества), 1997 - т.3 - с. 70-72. 8. Игнатенко, П. И. Структура, кинетика роста и свойства пленок, полученных на (111) Si, (100) NaCl методом ионной имплантации [Текст] / П. И. Игнатенко, Н. А. Кляхина, М. Ю. Бадекин // ФиХОМ – 2003 - №2 – с. 66 – 69. 9. Аксенов, И. И. Об условиях протекания химических реакций при конденсации потоков металлической плазмы [Текст] / И. И. Аксенов, В. Г. Брень, В. Г. Падалка, В. М. Хороших // ЖТФ – 1978 - т.48 - №6 - с. 1165 – 1169. 10. Игнатенко, П. И. Стуктура и свойства пленок, полученных методом конденсации и ионной бомбардировки на подложках из Si, Ta, Ti, Mo, W, Ni [Текст] / П. И. Игнатенко, Н. А. Кляхина, М. Ю. Бадекин // Неорганические материалы – 2005 - т.41 - №2 - с. 193 – 196. 1. Majcsela, L. Gljenga R. (1977). Tehnologija tonkih pljonok : spravochnik Per. s angl. M. I. Elinsona, G. G. Smolko. T. 1. M. «Sov. Radio», 664 s. 2. Vasilenko, N. A. (2001). Dispersnost' narashhivaemyh plenok himicheskih soedinenij. Nauchno-tehnicheskaja konferencija «Tehnologija 2001», Severodoneck, 89 – 92. 3. Ignatenko, P. I., Vasilenko, N. A., Terpij, D. N. (2001). O dispersnosti plenochnyh produktov tverdofaznyh reakcij. VIII Mizhnarodna konferencija z fiziki i tehnologiї tonkih plivok ISPTTF - VIII. Mater. konf, Ivano-Frankivs'k, 172 – 173. 4. Andrievskij, R. A. (1997). Sintez i svojstva plenok faz vnedrenija. Uspehi himii, 66(1), 57 –76. 5. Andrievskij, R. A. Kalinnikov, G. V.,0 Kobelev. N. P. (1997). Struktura i fiziko-mehanicheskie svojstva nanostrukturnyh boridonitridnyh plenok. Fizika tverdogo tela, 39, №10, 1859 - 1864. 6. Hirvonen, Dzh. K. (1985). Ionnaja implantacija. M.: Metallurgija, 392. 7. Vasil'ev, I. P., Zlobin, V. N., Bondarenko, V. I. (1997). Ionnaja implantacija katalizatorov. Tonkie plenki v jelektronike. Doklady 8-go mezhdunarodnogo simpoziuma (22-24 aprelja 1997), Har'kov, (Tr. ukr. vakuumnogo obshhestva), t.3, 70-72. 8. Ignatenko, P. I., Kljahina, N. A., Badekin, M. Ju. (2003). Struktura, kinetika rosta i svojstva plenok, poluchennyh na (111) Si, (100) NaCl metodom ionnoj implantacii. FiHOM, №2, 66 – 69. 9. Aksenov, I. I. Bren', V. G., Padalka, V. G., Horoshih, V. M. (1978). Ob uslovijah protekanija himicheskih reakcij pri kondensacii potokov metallicheskoj plazmy. ZhTF, 48. №6, 1165 – 1169. 10. Ignatenko, P. I., Kljahina, N. A., Badekin, M. Ju. (2005). Stuktura i svojstva plenok, poluchennyh metodom kondensacii i ionnoj bombardirovki na podlozhkah iz Si, Ta, Ti, Mo, W, Ni. Neorganicheskie materially, 41, №2, 193 – 196.

Published

2014-01-10

Issue

Section

Material Science in mechanical engineering