Дата публикации: 2021

Дата публикации в реестре: 2021-08-05T18:03:32Z

Аннотация:

Исследованы процессы реактивного магнетронного распыления V мишени в среде Ar/O2 газов. Установлено, что при использовании для распыления импульсного тока и давлении в камере менее 0,06 Па интенсивности линий излучения ванадия 437,922 нм, аргона 750,386 нм и кислорода 777,417 нм при изменении концентрации кислорода в Ar/O2 смеси газов (ГO2 ) не имеют гистерезиса и однозначно зависят от параметров процесса распыления, что позволяет стабилизировать процесс без использования систем обратной связи. При контроле процесса распыления методом оптической эмиссионной спектроскопии и нанесении пленок на вращающуюся подложку диаметром 100 мм получены пленки оксида ванадия (VOx ) с неравномерностью толщины менее ±2,4 % и неравномерностью поверхностного сопротивления менее ±2,5 %. Исследования методом длинной линии влияния параметров процесса реактивного распыления и последующего отжига при давлении O2 0,04 Па на характеристики терморезистивных структур на основе пленок VO x показали, что при нанесении контактов без ионной очистки вольт-амперные характеристики (ВАХ) и зависимости сопротивления от длины резисторов R(L) нелинейны, что свидетельствует о наличии в контактах потенциального барьера. Предварительная ионная очистка позволяет значительно улучшить линейность ВАХ. Наиболее линейные ВАХ получены для Ti контактов. Однако удельное контактное сопротивление контакта VO x /Ti увеличивается при увеличении степени окисления пленок VO x и достигает ρ c = 0,1 Ом•м 2 при удельном сопротивлении ксида ванадия ρ = 0,1 Ом•м. Анализ зависимостей температурного коэффициента сопротивления (ТКС) и ρ пленок VO x от температуры отжига показал, что при отжиге ρ и КС незначительно снижаются, т. е. происходит частичное восстановление пленок. Однако, в отличие от отжига при атмосферном давлении, отсутствуют области температур, при которых происходит резкое снижение удельного сопротивления и ТКС. The processes of reactive magnetron sputtering of a V target in Ar/O 2 gas mixture are investigated. It was found that when using a pulsed current for sputtering and a pressure in the chamber less than 0.06 Pa, the intensities of the emission lines of vanadium at 437.922 nm, argon at 750.386 nm, and oxygen at 777.417 nm with a change in the oxygen concentration in Ar/O 2 gas mixtures (Г O2 ) have no hysteresis and unambiguously depend on the parameters of the sputtering process, which makes it possible to stabilize the process without using feedback systems. By monitoring the sputtering process by optical emission spectroscopy and depositing films on a rotating substrate of diameter 100 mm, vanadium oxide (VO x ) films with nonuniformity thickness less than ±2.4 % and surface resistance less than ±2.5 % were obtained. Studies by transmission line method of the influence of the parameters of the reactive magnetron sputtering and subsequent annealing at O2 pressure of 0.04 Pa on the characteristics of thermoresistive structures based on VO x films showed that when the contacts are deposited without ion cleaning, the current-voltage characteristics (IV) and the dependence of the resistance on the length of resistors R(L) are nonlinear, which indicates the presence of a potential barrier in the contacts. Preliminary ion cleaning can significantly improve the linearity of the IV characteristic. The most linear IV characteristics were obtained for Ti contacts. However, the specific contact resistance of the VO x /Ti contact increases with an increase in the oxidation state of the VO x films and reaches ρc = 0.1 Ohm•m 2 at the specific resistance of vanadium oxide ρ = 0.1 Ohm•m. The analysis of the dependences of the temperature coefficient of resistance (TCR) and ρ of VO x films on the annealing temperature showed that, upon annealing, and TCR slightly decrease, i. e. there occurs a partial deoxidation of the films. However, unlike annealing at atmospheric pressure, there are no temperature regions at which a sharp decrease in the resistivity and TCR occurs.

Тип: Статья