Crystalline peculiarities of heavy metals sputtering layers

Я. Д. Король, Н. В. Сторожук

Abstract


Thin layers of heavy metals (Pb, Sn, Bi), deposited by thermal vacuum deposition on a substrate of monocrystalline silicon with different surface roughness parameters, are studied. The crystal structure features of lead layers were studied by X-ray diffraction method and photomethod with monocrystal oscillations. It is shown that deposition of the lead layer on the polished surface of the silicon forms a very sharp texture in the <111> direction perpendicular to the substrate surface – a kind of "flat monocrystal". In this case the intensity of the diffraction peak (111) has the abnormally high value which is comparable with the intensity of the monocrystal quartz. Deposition on the polished surface of the substrate leads to formationof film close to the polycrystalline state. It is concluded that role of the surface topology very important at the formation of "flat monocrystal" during the lead deposition in a vacuum.
The "monocrystalline" of lead sediment dependence on its thickness is studied. It is shown that the character of change the main diffraction line intensity (111) of the sediment thickness is nonmonotonic, the explanation of this dependence is proposed.


Keywords


X-ray analysis; diffractogram; thermovacuum deposition; thin film; the intensity of the diffraction peaks; texture

References


1. Pauleau Y. Protective Coatings and Thin Films: Synthesis, Characterization, and Applications / Y. Pauleau, P. B. Barna. – New York : Springer Science & Business Media, 1997. – P. 664.
2. Тонкі плівки в техніці // Комник Ю. Ф. Физика металлических пленок / Ю. Ф. Комник. – М. : Атомиздат, 1979. – 262 c.
3. Антонец И. В. Особенности наноструктуры и удельной проводимости тонких пленок различных металлов / И. В. Антонец, Л. Н. Котов, С. В. Некипелов, Е. А. Голубев // Журнал технической физики. – 2004. – Т. 74, Вып. 3. – С. 24–27.
4. Грабов В. М. Особенности структуры пленок висмута, полученных методом термического испарения в вакууме / В. М. Грабов и др. // Известия РГПУ им. А. И. Герцена. – 2009. – № 95.
5. Perrone A. Comparison of the properties of Pb thin films deposited on Nb substrate using thermal evaporation and pulsed laser deposition techniques / A. Perrone, F. Gontad, A. Lorusso, M. Di. Giulio, Esteban Broitman, M. Ferrario // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A : Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. – 2013. – Vol. 729. – P. 451–455.
6. Tu K.-N. Room Temperature Interaction in Bimetallic Thin Film Couples / KingNing Tu, Robert Rosenberg // Jpn. J. Appl. Phys. – 1974. – Vol. 13. – P. 13 633. – (doi:10.7567/JJAPS.2S1.633)
7. Birkholz M, Thin Film Analysis by X-Ray Scattering / Mario Birkholz. – Berlin : Wiley, 2006.
8. International Centre for Diffraction Data. – Access : http://www.icdd.com/products/ pdf2.htm

9. Рыбковский В. Я. Влияние условии электролиза на текстуру электролитического железа / В. Я. Рыбковский, Ю. Н. Петров, Е. А. Мамонтов // Труды. – 1969. – Т. 58. – С. 136.
10. Lashmorel D. S. Electrodeposited Cu-Ni Textured Superlattices / D. S. Lashmorel, M. P. Dariell // Journal of the Electrochemical Society. – 1988. – Vol. 135(5). – P. 1218–1221.
11. Almer J. Strain and texture analysis of coatings using high-energy x-rays / J. Almer, U. Lienert, R. L. Peng, C. Schlauer and M. Odén // J. Appl. Phys. – 2003. – Vol. 94. – P. 697.
12. Mattox D. M. Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing / Donald M. Mattox – Elsevier Inc., 2010. – 771 p.
13. Moutinho1 H. R. Investigation of polycrystalline CdTe thin films deposited by physical vapor deposition, close-spaced sublimation, and sputtering / H. R. Moutinho1, F. S. Hasoon1, F. Abulfotuh1 and L. L. Kazmerski1 // J. Vac. Sci. Technol. Section A 13. – 1995. – P. 2877.
14. Табалов А. В. Особенности формирования тонких пленок меди на диэлектрических подложках / А. В. Табалов, В. М. Березин // Известия Челябинского научного центра. – 2002. – Вып. 3 (16). – C. 36 38.
15. Мешалкин А. Ю. Цифровой метод измерения толщины нанометровых пленок на базе микроинтерферометра МИИ-4 / А. Ю. Мешалкин, И. С. Андриеш, и др. // Электронная обработка материалов. – 2012. – Т. 48, №6. – С. 114–118.
16. Назаров В. В. Определение толщины и элементного состава покрытий рентгенфлюоресцентным методом / В. В. Назаров // Заводская лаборатория. – 1991. – № 9. – С. 27–29.
17. Блохин М. А. Определение толщин покрытий с помощью рентгеновского спектрометра КРФС-2 / М. А. Блохин, В. Ф. Волков // Заводская лаборатория.– 1961. – №9 (ХХVII). – С. 1110–1111.
18. Карев В. Н. Оределение толщины металлических фольг по изменению интенсивности характеристических лучей / В. Н. Карев, А. П. Ключарев, В. Н. Медяник // Заводская лаборатория. – 1962. – №12 (ХХVIII). –С. 1449–1451.


Full Text: PDF (Українська)
Archive
2013 16
2014 16
2015 16
2016 1
2017 1
2018 1
2019

1

User

Language

Journal Content

Browse