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DS: Dünne Schichten

DS 18: Schichtherstellung III

DS 18.3: Vortrag

Donnerstag, 11. März 2004, 17:15–17:30, HS 31

Mechanische Spannungen und Strukturbildung in reaktiv gesputterten Übergangsmetalloxiden und -nitriden — •Friedel Koerfer, S. Venkataraj, J.M. Ngaruiya, D. Severin und M. Wuttig — I. Physikalisches Institut (IA), Lehrstuhl für Physik neuer Materialien, RWTH Aachen, 52056 Aachen

Schichten von Übergangsmetalloxiden und -nitriden haben ein breites Anwendungsspektrum in der Dünnschichttechnologie (z.B. optische Funktionsschichten). Die hier verwendete Methode zur Herstellung dieser Schichten ist das DC-Magnetron-Sputtern.

Es wird eine systematische Studie über den Einfluss der Prozessparameter auf die Schichteigenschaften wie Struktur, Spannung und Stöchiometrie durchgeführt. Die mechanischen Spannungen werden mittels einer wafer-curvature-Methode bestimmt. Ferner werden die strukturellen und optischen Eigenschaften der Schichten über Röntgenbeugungsmethoden bzw. Spektroskopie bestimmt.

Die Studie zeigt einen systematischen Trend sowohl für die mechanischen Spannungen als auch für die strukturellen Eigenschaften. Die Oxide der Gruppe IV (TiO₂, ZrO₂ und HfO₂) zeigen die höchsten Spannungen und sind in der Regel kristallin, während die übrigen Oxide (Gruppen V/VI: V₂O₅, Nb₂O₅, Ta₂O₅, MoO₃ und WO₃) amorphe Filme mit wesentlich niedrigeren Spannungen bilden. Diese Ergebnisse werden mit verschiedenen Übergangsmetallnitriden verglichen, welche ebenfalls beträchtliche Spannungen aufweisen. Ein Modell, das in der Lage ist diese systematischen Variationen zu reproduzieren wird diskutiert.