Иссдедование процессов формирования TiSiN покрытий путём распыления мишений из Ti и Si ионами, генерируемыми источником газовой плазмы

Abstract

Отработана методика легирования TiN покрытий путём одновременного распыления мишеней из Ti и Si ионами азота и аргона, генерируемыми источником газовой плазмы (ИГП). Наибольшее значение твёрдости (∼33 ГПа) достигалось при СSi ∼ 7 вес %. За счёт образования на поверхности Ti и Si стойких к распылению соединений скорость их травления снижалась, по сравнению с распылением в чистом аргоне, соответственно, в ∼10 и ∼7 раз. Рентгеноструктурный анализ показал, что на поверхности Ti мишени присутствует гексагональный нитрид титана (TiN₀,₃). На дифрактограмме Si мишени присутствует только одна линия Si (111). Глубина модифицированного слоя для Ti составляла более 3 мкм, а для Si < 0,5 мкм.

Відпрацьована методика легування TiN покриттів шляхом одночасного розпилення мішеней з Ti та Si іонами азоту і аргону, генерованими джерелом газової плазми ( ДГП ). Найбільше значення твердості ( ∼33 ГПа ) досягнуто при СSi ∼7 ваг. %. За рахунок утворення на поверхні Ti та Si стійких до розпилення сполукшвидкість їх травлення знижувалася, порівняно з розпиленням в чистому аргоні, відповідно, в ∼10 та ∼7 разів. Рентгеноструктурний аналіз показав, що на поверхні Ti мішені присутній гексагональний нітрид титану (TiN₀,₃). На дифрактограмі Si мішені присутня тільки одна лінія Si (111). Глибина модифікованого шару для Ti становила понад 3 мкм, а для Si < 0,5 мкм.

Technique of doping TiN coatings by simultaneous sputtering of Ti and Si targets by nitrogen and argon ions generated from the gas plasma source (GPS) was developed. The highest value of hardness (∼33 GPa) was achieved at the CSi ∼ 7 wt%. The etching rate of Si and Ti, compared to sputtering in pure argon, are decreased due to the formation on their surfaces resistant to sputtering compounds ∼10 and ∼7, respectively. XRD analysis showed that the surface of the Ti target contains hexagonal titanium nitride (TiN₀,₃). At diffractogram of Si target there is only one line of Si (111). The depth of the modified layer of Ti is over 3 мm and for Si < 0,5 microns.