Вплив парціального тиску азоту на реактивне магнетронне розпилення Ti13Cu87 мішені: моделювання хімічного складу
A sintered Ti13Cu87 composite target was reactively sputtered in Ar–N2 gas mixtures, and sputtered species were deposited on Si (111) substrates. We study the pressure-dependent target mode variation of the Ti13Cu87–N2 system, by measuring the N2 partial pressure, deposition rate, target voltage, an...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021247 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2021247 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20212472022-01-17T14:54:27Z Effect of Nitrogen Partial Pressure on Reactive Magnetron Sputtering From Ti13Cu87 Metalloid Target: Simulation of Chemical Composition Вплив парціального тиску азоту на реактивне магнетронне розпилення Ti13Cu87 мішені: моделювання хімічного складу Rahmati, A. Khanzadeh, M. - - A sintered Ti13Cu87 composite target was reactively sputtered in Ar–N2 gas mixtures, and sputtered species were deposited on Si (111) substrates. We study the pressure-dependent target mode variation of the Ti13Cu87–N2 system, by measuring the N2 partial pressure, deposition rate, target voltage, and Ti and Cu concentrations for various reactive N2 gas flow ratios. The Ti13Cu87 target surface begins to be nitrided with increasing N2 flow ratio, which is caused by the absorption and the implantation of N2 gas on the Ti13Cu87 target surface. Hence, the deposition rate was reduced due to the lower sputtering yield and a higher scattering under the mass transport between the target-substrate spacing. Secondary electron emission yield of the nitride portion of targetsurface is higher than that of the unnitrided portion. Therefore, at a constant sputtering power, the target voltage decreases, as the N2 partial pressure increases. By means of the TRIM.SP Monte-Carlo simulation, the particle reflection coefficients of reflected neutrals was calculated. The initial energies of reflected neutrals and the sputtered particles at the substrate were estimated using the simple binary collision model and the distribution-weighted averages, respectively. Their final energies depend on the energy dissipation during the mass transport through the gas phase. The energy and angular characteristics of the sputtering yield were extracted from the available literature to obtain a prediction about a final composition of films. Мішень із спеченого композиту Ti13Cu87 було реактивно розпорошено в Ar–N2 атмосфері, і розпорошену речовину осаджено на Si(111) підкладки.Досліджено залежну від тиску зміну режиму розпилення для Ti13Cu87–N2 системи шляхом вимірювання парціального тиску N2, швидкості осадження, напруги на мішені і концентрацій Ti та Cu для різних інтенсивностей реактивного газового потоку N2. Поверхня Ti13Cu87 мішені починає азотуватися із зростанням інтенсивності потоку молекул азоту. Азотування викликано абсорбцією і впровадженням молекул азоту на поверхні Ti13Cu87 мішені. Отже, швидкість осадження зменшується завдяки зниженню виходу розпилення і більшому розсіянню при транспортуванні речовини від мішені до підкладки. Вихід вторинної електронної емісії з азотованій поверхні мішені більше, ніж без азотування. Тому за сталої потужності розпилення напруга на мішені зменшується при збільшенні парціального тиску азоту. Розраховано коефіцієнти відбиття нейтральних частинок методом TRIM.SP Монте-Карло. Початкові енергії відображених нейтральних і розпорошених частинок поблизу підкладки оцінено, відповідно, в рамках простої моделі бінарних зіткнень і з середніми зваженими з розподілом. Кінцеві енергії залежать від дисипації енергії при проходженні крізь газове середовище. Відомі з літератури дані за енергетичними та кутовими характеристиками розпилення використанодля передбачення складу плівок. Publishing house "Academperiodika" 2012-06-30 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021247 10.15407/ujpe57.6.642 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 57 No. 6 (2012); 642 Український фізичний журнал; Том 57 № 6 (2012); 642 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe57.6 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021247/1956 |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
- - |
| spellingShingle |
- - Rahmati, A. Khanzadeh, M. Вплив парціального тиску азоту на реактивне магнетронне розпилення Ti13Cu87 мішені: моделювання хімічного складу |
| topic_facet |
- - |
| format |
Article |
| author |
Rahmati, A. Khanzadeh, M. |
| author_facet |
Rahmati, A. Khanzadeh, M. |
| author_sort |
Rahmati, A. |
| title |
Вплив парціального тиску азоту на реактивне магнетронне розпилення Ti13Cu87 мішені: моделювання хімічного складу |
| title_short |
Вплив парціального тиску азоту на реактивне магнетронне розпилення Ti13Cu87 мішені: моделювання хімічного складу |
| title_full |
Вплив парціального тиску азоту на реактивне магнетронне розпилення Ti13Cu87 мішені: моделювання хімічного складу |
| title_fullStr |
Вплив парціального тиску азоту на реактивне магнетронне розпилення Ti13Cu87 мішені: моделювання хімічного складу |
| title_full_unstemmed |
Вплив парціального тиску азоту на реактивне магнетронне розпилення Ti13Cu87 мішені: моделювання хімічного складу |
| title_sort |
вплив парціального тиску азоту на реактивне магнетронне розпилення ti13cu87 мішені: моделювання хімічного складу |
| title_alt |
Effect of Nitrogen Partial Pressure on Reactive Magnetron Sputtering From Ti13Cu87 Metalloid Target: Simulation of Chemical Composition |
| description |
A sintered Ti13Cu87 composite target was reactively sputtered in Ar–N2 gas mixtures, and sputtered species were deposited on Si (111) substrates. We study the pressure-dependent target mode variation of the Ti13Cu87–N2 system, by measuring the N2 partial pressure, deposition rate, target voltage, and Ti and Cu concentrations for various reactive N2 gas flow ratios. The Ti13Cu87 target surface begins to be nitrided with increasing N2 flow ratio, which is caused by the absorption and the implantation of N2 gas on the Ti13Cu87 target surface. Hence, the deposition rate was reduced due to the lower sputtering yield and a higher scattering under the mass transport between the target-substrate spacing. Secondary electron emission yield of the nitride portion of targetsurface is higher than that of the unnitrided portion. Therefore, at a constant sputtering power, the target voltage decreases, as the N2 partial pressure increases. By means of the TRIM.SP Monte-Carlo simulation, the particle reflection coefficients of reflected neutrals was calculated. The initial energies of reflected neutrals and the sputtered particles at the substrate were estimated using the simple binary collision model and the distribution-weighted averages, respectively. Their final energies depend on the energy dissipation during the mass transport through the gas phase. The energy and angular characteristics of the sputtering yield were extracted from the available literature to obtain a prediction about a final composition of films. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2012 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021247 |
| work_keys_str_mv |
AT rahmatia effectofnitrogenpartialpressureonreactivemagnetronsputteringfromti13cu87metalloidtargetsimulationofchemicalcomposition AT khanzadehm effectofnitrogenpartialpressureonreactivemagnetronsputteringfromti13cu87metalloidtargetsimulationofchemicalcomposition AT rahmatia vplivparcíalʹnogotiskuazotunareaktivnemagnetronnerozpilennâti13cu87míšenímodelûvannâhímíčnogoskladu AT khanzadehm vplivparcíalʹnogotiskuazotunareaktivnemagnetronnerozpilennâti13cu87míšenímodelûvannâhímíčnogoskladu |
| first_indexed |
2023-03-24T08:59:37Z |
| last_indexed |
2023-03-24T08:59:37Z |
| _version_ |
1795757729775616000 |