Возникновение и роль напряжения сжатия при ионном осаждении алмазоподобной пленки

Abstract

У моделі нелокального термопружного піку описується процес формування механічних напруг у плівках, що осаджуються, при бомбардуванні іонами низької енергії. Отримано аналітичне вираження для напруг стиску, що є узагальненням відомої формули Девіса. Результати теорії застовуються для аналізу напруг у ta-C покриттях, отриманих осадженням пучка іонів C+ з енергією від 25 еВ до 1000 еВ при різних температурах підкладки, і для пояснення впливу температури підкладки на співвідношення між sp² і sp³ станами у плівці, що осаджується. Отримані результати перебувають у якісній згоді з експериментальними даними по осадженню вуглецевих плівок з пучків іонів C+ при різних температурах підкладки.

Получено аналитическое выражение для напряжений сжатия, которое является обобщением формулы Дэвиса. Результаты теории используются для анализа напряжений в ta-C покрытиях, полученных осаждением ионов C+ с энергией от 25 эВ до 1000 эВ при различных температурах подложки и для объяснения влияния температуры подложки на соотношение между sp² и sp³ состояниями в осаждаемой плёнке. Полученные результаты находятся в качественном согласии с экспериментальными данными по осаждению углеродных плёнок из пучков ионов C+ при различных температурах подложки.

In the model of non-local thermoelastic peak of stress formation in deposited films at lowenergy ion bombardment is considered. The analytical expression for compressive stress which is generalization of Davis’s formula is obtained. The theoretical results are used for stress analysis in ta-C coatings obtained by deposition of C+ ions with energy from 25 eV up to 1000 eV at different substrate temperatures and for explanation of influence of substrate temperature on relationship between sp² and sp³ bonds in the deposited film. The results are in qualitative accordance with experimental data on deposition of carbon films from C+ ion beams at different substrate temperatures.