Влияние отжига на структуру и механические свойства плазмохимических SiCN-пленок из гексаметилдисилазана

Abstract

В работе исследовано влияние отжига при температурах 600, 800 и 1000 °С на структуру и механические свойства пленок SіCN, полученных методом осаждения из гексаметилдисилазана. Установлено, что аморфность пленок карбонит-рида кремния сохраняется до 1000 °С. Изучение нанотвердости пленок, осажденных на монокристаллический кремний, показало, что с повышением температуры отжига имеет место незначительное понижение нанотвердости (на 10%)и модуля упругости (на 5%). Исследование характера межатомного взаимодействия методом инфракрасной спектроскопии свидетельствует об эффузии во-дорода при температуре отжига выше 600 °С. С возрастанием температуры отжига до 1000 °С окисление пленок усиливается. Трибологические испытания сиспользованием пирамидки Виккерса показали снижение коэффициента трения при повышении температуры отжига.

У роботі досліджено вплив відпалу за температур 600, 800та 1000 °С на структуру й механічні властивості плівок SіCN, отриманих методом осадження з гексаметілдісілазану. Установлено, що аморфність плівок карбонітриду кремнію зберігається до 1000 °С. Вивчення нанотвердості плівок, осаджених на монокристалічний кремній, показало, що з підвищенням температури відпалу відбувається незначне зниження нанотвердості (на 10%) і модуля пружності (на 5%). Дослідження характеру міжатомної взаємодії методом інфрачервоної спектроскопії свідчить про ефузію водню при температурах відпалу, вищих за 600 °С. Ізпідвищенням температури відпалу до 1000 °С окиснення плівок посилююється. Трибологічні випробування з використанням пірамідки Віккерса показали зниження коефіцієнта тертя при підвищенні температури відпалу.

The influence of annealing at temperatures 600, 800 and 1000 °C on the structural and mechanicalal properties of PECVD SiCN films obtained from hexamethyldisilazane is investigated. It was established that the amorphous structure of the films was preserved up to 1000 °C. The investigations of the mechanical properties of the annealed films showed that nanohardness and elastic modulus decreased by 10% and 5%, respectively, with increasing annealing temperature. The studies of the bonding picture by infrared absorption spectroscopy indicate efussion of hydrogen at annealing temperatures higher 600 °C. An increase of annealing temperature up to 1000 °C enhances film oxidation. The tribological investigations based on scratch tests showed that the friction coefficient of the films decreased as annealing temperature was raised.