Influence of Low-Energy Ion Bombardment on the Texture and Microstructure of Pt Films

R. V. Selyukov; Селюков Р. В.; V. V. Naumov; Наумов В. В.; M. O. Izyumov; Изюмов М. О.; S. V. Vasilev; Васильев С. В.; L. A. Mazaletskiy; Мазалецкий Л. А.

doi:10.31857/S1028096023020097

Влияние низкоэнергетической ионной бомбардировки на текстуру и микроструктуру пленок Pt

Авторы: Селюков Р.В.¹, Наумов В.В.¹, Изюмов М.О.¹, Васильев С.В.¹, Мазалецкий Л.А.²
Учреждения:
1. Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН
2. Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
Выпуск: № 2 (2023)
Страницы: 9-16
Раздел: Статьи
URL: https://freezetech.ru/1028-0960/article/view/664605
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023020097
EDN: https://elibrary.ru/DSNSPK
ID: 664605

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние низкоэнергетической ионной бомбардировки на текстуру и структуру пленки Pt толщиной 80 нм, осажденную при комнатной температуре. Обработку проводили в индуктивно связанной плазме Ar при подаче на образцы отрицательного напряжения 45–125 В и плотности ионного тока 3.3 мА/см². В результате серии обработок при каждом напряжении пленка утонялась, после каждой обработки ее структурные параметры определяли с помощью рентгеновской дифракции и сравнивали с параметрами пленок Pt толщиной 20–60 нм, осажденных в тех же условиях. Обработка при 75–125 В приводит к уменьшению среднего размера областей когерентного рассеяния на 10–25%, в режиме 45 В такое уменьшение не наблюдается. Результаты объяснены образованием и накоплением радиационных дефектов, скорость их образования меньше при напряжении 45 В. Распыление пленки во всех режимах не ухудшает остроты текстуры пленки.

Ключевые слова

тонкие пленки, платина, магнетронное распыление, ионная бомбардировка, индуктивно-связанная плазма, область когерентного рассеяния, кристаллическая текстура, кристаллическая фаза, рентгеновская дифракция, кривая качания.

Список литературы

Van Wyk G.N. // Rad. Eff. Lett. 1981. V. 57. № 6. P. 187. http://doi.org./10.1080/01422448108226518
Popovic N., Milic M., Bogdanov Z., Petrovic R. // Vacuum. 1990. V. 40. № 1–2. P. 149. http://doi.org./10.1016/0042-207X(90)90142-L
Dobrev D. // Thin Solid Films. 1982. V. 92. № 1–2. P. 41. http://doi.org./10.1016/0040-6090(82)90186-9
Marinov M., Dobrev D. // Thin Solid Films. 1977. V. 42. № 3. P. 265. http://doi.org./10.1016/0040-6090(77)90361-3
Fu E.G., Wang Y.Q., Zou G.F., Xiong J., Zhuo M.J., Wei Q.M., Baldwin J.K., Jia Q.X., Shao L., Misra A., Nastasi M. // Appl. Phys. A. 2012. V. 108. № 1. P. 121. http://doi.org./10.1007/s00339-012-6865-y
Fu E.G., Wang Y.Q., Nastasi M. // J. Phys. D. 2012. V. 45. № 49. P. 495303. http://doi.org./10.1088/0022-3727/45/49/495303
Olliges S., Gruber P., Bardill A., Ehrler D., Carstanjen H.D., Spolenak R. // Acta Mater. 2006. V. 54. № 20. P. 5393. http://doi.org./10.1016/j.actamat.2006.07.005
Li J., Liu J.C., Mayer J.W. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1989. V. 36. № 3. P. 306. http://doi.org./10.1016/0168-583X(89)90672-1
Liu J.C., Li J., Mayer J.W. // J. Appl. Phys. 1990. V. 67. № 5. P. 2354. http://doi.org./10.1063/1.345530
Liu J.C., Nastasi M., Mayer J.W. // J. Appl. Phys. 1987. V. 62. № 2. P. 423. http://doi.org./10.1063/1.339815
Kaoumi D., Motta A.T., Birtcher R.C. // J. ASTM Int. 2007. V. 4. № 8. P. JAI100743. http://doi.org./10.1520/JAI100743
Blazhevich S., Kamyshanchenko N., Martynov I., Neklyudov I. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2002. V. 193. № 1–4. P. 312. http://doi.org./10.1016/S0168-583X(02)00797-8
Atwater H.A., Thompson C.V., Smith H.I. // J. Appl. Phys. 1988. V. 64. № 5. P. 2337. http://doi.org./10.1063/1.341665
Lilienfeld D.A., Borgesen P., Meyer P. // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1991. V. 235. P. 571. http://doi.org./10.1557/PROC-235-571
Hasegawa Y., Fujimoto Y., Okuyama F. // Surf. Sci. Lett. 1985. V. 163. № 2–3. P. L781. http://doi.org./10.1016/0167-2584(85)90883-7
Naeem M.D., Rossnagel S.M., Rajan K. // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1994. V. 343. P. 113. http://doi.org./10.1557/PROC-343-113
Naeem M.D., Leary H.J., Rajan K. // J. Electron. Mater. 1992. V. 21. № 12. P. 1087. http://doi.org./10.1007/BF02667598
Chan W.-L., Zhao K., Vo N., Ashkenazy Y., Cahill D.G., Averback R.S. // Phys. Rev. B. 2008. V. 77. № 20. P. 205405. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.77.205405
Mayr S.G., Averback R.S. // Phys. Rev. B. 2003. V. 68. № 21. P. 214105. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.68.214105
Misra A., Fayeulle S., Kung H., Mitchell T.E., Nastasi M. // J. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1999. V. 148. № 1–4. P. 211. http://doi.org./10.1016/S0168-583X(98)00780-0
Наумов В.В., Бочкарев В.Ф., Трушин О.С., Горячев А.А., Хасанов Э.Г., Лебедев А.А., Куницын А.С. // ЖТФ. 2001. Т. 71. № 8. С. 92.
Бабушкин А.С., Уваров И.В., Амиров И.И. // ЖТФ. 2018. Т. 88. № 12. С. 1845. http://doi.org./10.21883/JTF.2018.12.46786.37-18
Babushkin A., Selyukov R., Amirov I. // Proc. SPIE. 2019. V. 11022. P. 1102223. http://doi.org./10.1117/12.2521617
Silva J.P.B., Sekhar K.C., Almeida A., Agostinho Moreira J., Martin-Sanchez J., Pereira M., Khodorov A., Gomes J.M. // J. Appl. Phys. 2012. V. 112. № 4. P. 044105. http://doi.org./10.1063/1.4748288
Воротилов К.А., Жигалина О.М., Васильев В.А., Сигов А.С. // ФТТ. 2009. Т. 51. № 7. С. 1268.
Mirica E., Kowach G., Evans P., Du H. // Cryst. Growth Des. 2004. V. 4. № 1. P. 147. http://doi.org./10.1021/cg025595j
Амиров И.И., Изюмов М.О., Наумов В.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2016. № 8. С. 82. http://doi.org./10.7868/S0207352816080047
Kuru Y., Welzel U., Mittemeijer E.J. // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 105. № 22. P. 221902. http://doi.org./10.1063/1.4902940
Abbas K., Alaie S., Ghasemi-Baboly M., Elahi M.M.M., Anjum D.H., Chaieb S., Leseman Z.C. // J. Micromech. Microeng. 2016. V. 26. P. 015007. http://doi.org./10.1088/0960-1317/26/1/015007
Thompson C.V. // Annu. Rev. Mater. Sci. 2000. V. 30. P. 159. http://doi.org./10.1146/annurev.matsci.30.1.159
Sweeney Jr.W.E., Seebold R.E., Birks L.S. // J. Appl. Phys. 1960. V. 31. № 6. P. 1061. http://doi.org./10.1063/1.1735746
Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. // Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982. С. 351.
Селюков Р.В., Наумов В.В., Васильев С.В. // ЖТФ. 2018. Т. 88. № 6. С. 926. http://doi.org./10.21883/JTF.2018.06.46027.2526 4
Palumbo G., Thorne S.J., Aust K.T. // Scr. Metall. Mater. 1990. V. 24. № 7. P. 1347. http://doi.org./10.1016/0956-716X(90)90354-J
Yamasaki T. // Scr. Mater. 2001. V. 44. № 8–9. P. 1497. http://doi.org./10.1016/S1359-6462(01)00720-5
Roebben G., Sarbu C., Lubec T., Van der Biest O. // Mat. Sci. Eng. A. 2004. V. 370. № 1–2. P. 453. http://doi.org./10.1016/j.msea.2003.05.004
Cullity B.D. // Elements of X-ray Diffraction. Addison–Wesley Publishing Company, Inc., 1956. P. 388.
Malek M.F., Mamat M.H., Khusaimi Z., Sahdan M.Z., Musa M.Z., Zainun A.R., Suriani A.B., Md Sin N.D., Abd Hamid S.B., Rusop M. // J. Alloys Compd. 2014. V. 582. № 5. P. 12. http://doi.org./10.1016/j.jallcom.2013.07.202
Ho M.-Y., Gong H., Wilk G.D., Busch B.W., Green M.L., Voyles P.M., Muller D.A., Bude M., Lin W.H., See A., Loomans M.E., Lahiri S.K., Raisanen P.I. // J. Appl. Phys. 2003. V. 93. № 3. P. 1477. http://doi.org./10.1063/1.1534381
Heiroth S., Frison R., Rupp J.L.M., Lippert T., Meier E.J.B., Gubler E.M., Dobeli M., Conder K., Wokaun A., Gauckler L.J. // Solid State Ionics. 2011. V. 191. № 1. P. 12. http://doi.org./10.1016/j.ssi.2011.04.002
Труды ФТИАН. Т. 28: Квантовые компьютеры, микро- и наноэлектроника: физика, технология, диагностика и моделирование / Ред. Махвиладзе Т.М. М.: Наука, 2019. С. 131.
Jeffries J.H., Zuo J.-K., Craig M.M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 76. № 26. P. 4931. http://doi.org./10.1103/PhysRevLett.76.4931
Ogilvie G.J. // J. Phys. Chem. Solids. 1959. V. 10. № 2–3. P. 222. http://doi.org./10.1016/0022-3697(59)90079-4
Ogilvie G.J., Thompson A.A. // J. Phys. Chem. Solids. 1961. V. 17. № 3–4. P. 203. http://doi.org./10.1016/0022-3697(61)90184-6
Balaji S., Satyam P.V., Lakshminarayanan V., Mohan S. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2004. V. 217. № 3. P. 423. http://doi.org./10.1016/j.nimb.2003.11.080