Přejít k obsahu


Reactive high-power impulse magnetron sputtering of Hf-O-N films with tunable composition and properties

Citace:
BELOSLUDTSEV, A., VLČEK, J., HOUŠKA, J., HAVIAR, S., ČERSTVÝ, R., REZEK, J. Reactive high-power impulse magnetron sputtering of Hf-O-N films with tunable composition and properties. Praha, 2016.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Reactive high-power impulse magnetron sputtering of Hf-O-N films with tunable composition and properties
Rok vydání: 2016
Autoři: Alexandr Belosludtsev , Prof. RNDr. Jaroslav Vlček CSc. , Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D. , RNDr. Stanislav Haviar Ph.D. , Ing. Radomír Čerstvý , Ing. Jiří Rezek Ph.D.
Abstrakt CZ: Pro depozici vrstev Hf-O-N s laditelným složením a vlastnostmi bylo použito vysokovýkonové pulzní magnetronové naprašování s pulzním řízením průtoku reaktivního plynu. Vrstvy byly deponovány pomocí silně nevyváženého magnetronu s planárním Hf terčem o průměru 100 mm ve výbojové směsi argonu, kyslíku a dusíku při celkovém tlaku 2 Pa. Podíl dusíku v reaktivním plynu se pohyboval v rozmezí od 0 do 100 %. Opakovací frekvence byla 500 Hz při průměrné hustotě výkonu na terč 30 W/cm^2 a střídě 10 %. Teplota substrátů na plovoucím potenciálu ve vzdálenosti 100 mm od terče byla během depozice nižší než 140 °C. Pulzní řízení průtoku reaktivních plynů (O2 and N2) umožnilo připravit vysoce kvalitní vrstvy Hf-O-N s různým složením při zvýšené depoziční rychlosti 175 - 240 nm/min. Všechny vrstvy byly nanokrystalické, jejich prvkové složení se postupně měnilo od HfO2 do HfN. Ukázali jsme postupnou změnu tvrdých (18 GPa), opticky vysoce transparentních (extinkční koeficient 0,0005 při 550 nm) a hydrofobních (kontaktní úhel vody 101°) HfO2 vrstev na tvrdší (25 GPa), neprůhledné a hydrofobnější (kontaktní úhel vody 107°) HfN vrstvy.
Abstrakt EN: High-power impulse magnetron sputtering with a pulsed reactive gas flow control was used for reactive depositions of Hf-O-N films with tunable composition and properties. The depositions were performed using a strongly unbalanced magnetron with a planar hafnium target of 100 mm diameter in argon-oxygen-nitrogen gas mixtures at the argon pressure of 2 Pa. The nitrogen fractions in the reactive gas flow were in the range from 0 to 100%. The repetition frequency was 500 Hz at a fixed deposition-averaged target power density of 30 W/cm^2 with the duty cycle of 10%. The substrate temperatures were less than 140 °C during the depositions of films on a floating substrate at the distance of 100 mm from the target. A pulsed reactive gas (O2 and N2) flow control made it possible to produce high-quality Hf-O-N films of various elemental compositions with high deposition rates of 175 - 240 nm/min. All films were nanocrystalline and their elemental compositions were varied gradually from HfO2 to HfN. We present the gradual change of hard (18 GPa), highly optically transparent (extinction coefficient of 0.0005 at 550 nm) and hydrophobic (water droplet contact angle of 101°) HfO2 films into harder (25 GPa), opaque and more hydrophobic (water droplet contact angle of 107°) HfN films.
Klíčová slova

Zpět

Patička