Влияние толщины пленки Pt на процессы роста зерен при ее отжиге

Abstract

Пленки Pt с толщиной h = 20−100 nm, нанесенные на окисленную пластину c-Si (100), подвергались отжигу в вакууме в режиме 500• C/1 h, в результате которого произошли рекристаллизация и рост зерен. Одновременно с нормальным наблюдался и аномальный рост, что привело к разделению зерен на фракции, соответственно, обычных и вторичных зерен. Для h = 20−40 nm вторичные зерна становятся заметно крупнее обычных, поэтому распределение латеральных размеров зерен становится бимодальным. Найдено, что скорость аномального роста латеральных размеров зерен увеличивается с уменьшением h, тогда как скорость нормального роста не зависит от h. С помощью анализа профилей рентгенодифракционных максимумов Pt(111) и Pt(222) найдено, что в результате отжига средний размер областей когерентного рассеяния D увеличивается. Для пленок, подвергнутых отжигу, D сублинейно увеличивается с ростом h, тогда как для исходных пленок наблюдается линейный рост D.

Влияние толщины пленки Pt на изменение текстуры и доли кристаллической фазы при ее отжиге

“…На рис. 3, c видно, что для всех h отжиг привел к улучшению качества текстуры, причем степень этого улучшения возрастает с уменьшением h. В [26] было установлено, что в процессе отжига в исследуемой пленке Pt происходит рост обычных и вторичных зерен, причем латеральные размеры и суммарная площадь вторичных зерен тем больше, чем меньше h. В работе [9] была предложена модель, согласно которой вторичные зерна обладают наименьшей поверхностной энергией, и скорость их роста будет тем выше, чем меньше толщина пленки. Для зерен с другими ориентациями модель не предусматривает такого эффекта.…”

“…В работе [26] были найдены значения среднего латерального размера зерна l для исходных пленок разных h, и был сделан вывод о приблизительно линейном росте l с ростом h, однако в литературе есть данные, что l растет как h 1/n , где в зависимости от условий роста пленки n может принимать значения 2 [28], 3, 4 [29]. При аппроксимации экспериментальных результатов работы [26] зависимостью h 1/n найдено, что наилучшее соответствие данным эксперимента достигается при n = 3, поэтому было принято, что l = kt 1/3 (рис. 7).…”

“…Такое значение d gb может быть объяснено пористостью 20 nm пленки. Это подтверждается СЭМ изображениями данной пленки, на которых видны поры с латеральными размерами, примерно равными размерам зерен [26]. Для больших значений h значение d gb согласуется с таковым для пленок и объемных нанокристаллических ГЦК металлов [27,30].…”

Оценка Толщины Тонких Пленок На Основе Данных Элементного Состава Пленочных Структур

“…Это относится к электронному и диффузионному транспорту, оптическим, тепловым и магнитным явлениям. Кроме того, в рамках определенных технологий соблюдение оптимальной толщины является необходимым условием для обеспечения функционального качества тонких металлических покрытий [1]. Для контроля толщины тонких пленок часто используются электронные микроскопы, причем в зависимости от конкретной задачи методы измерений различаются.…”

“…Для контроля толщины тонких пленок часто используются электронные микроскопы, причем в зависимости от конкретной задачи методы измерений различаются. Наиболее распространенным методом является оценка толщины по полученному с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭM) изображению поперечного скола пленочной структуры [1][2][3][4][5]. В то же время не все существующие методы могут быть успешно применены в конкретных условиях.…”