AES Analysis of Au, Au/Cr, Au/Ni/Cr and Au/Pd/Cr Thin Films by the Change of Substrate Temperature and Annealing Temperature

기판온도와 열처리온도의 변화에 따른 Au/Cr, Au/Ni/Cr 및 Au/Pd/Cr 다층박막의 AES 분석

  • Yoo, Kwang Soo (Electro-Optic Ceramics Lab., Korea Institute of Science and Technology) ;
  • Jung, Hyung Jin (Electro-Optic Ceramics Lab., Korea Institute of Science and Technology)
  • 유광수 (한국과학기술연구원 광전세라믹스연구실) ;
  • 정형진 (한국과학기술연구원 광전세라믹스연구실)
  • Received : 1993.04.10
  • Published : 1993.05.25

Abstract

Thin films of the Au/Cr, Au/Ni/Cr and Au/Pd/Cr systems were deposited on alumina substrates at ambient temperature and $250^{\circ}C$ in a high-vacuum resistance heating evaporator and annealed at $300^{\circ}C$, $450^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$ for 1 hour in air, respectively. The film thicknesses of Au, Ni(or pd), and Cr were $1000{\AA}$, $300{\AA}$, and $50{\AA}$, respectively. The substrate temperature during deposition and the post-deposition annealing temperature affected the sheet resistance of thin-films due to the inter-diffusion of each layer. As a result of Auger depth profile analysis, in the Au/Cr system Cr already diffused out to Au surface during deposition at the substrate temperature of $250^{\circ}C$ and Au distribution changed after heat treatment. In the Au/Ni/Cr and Au/Pd/Cr systems, diffusion phenomena of Ni and Pd were found and especially Ni (approximately 45 at.%) diffused out to Au surface and oxidized.

저항가열식 진공중착기를 이용하여 실온(ambient temp.)과 $250^{\circ}C$에서 알루미나 기판 위에 Au/Cr, Au/Ni/Cr 및 Au/Pd/Cr 박막을 제조하였으며, 공기 중에서 $300^{\circ}C$, $450^{\circ}C$, $600^{\circ}C$의 온도로 각각 1시간 동안 열처리하였다. Au, Ni(또는 Pd) 및 Cr 박막의 두께는 각각 $1000{\AA}$, $300{\AA}$, 및 $50{\AA}$이었다. 박막 제조시 기판의 온도와 박막 제조 후 열처리 온도는 각 층의 상호확산으로 인하여 박막의 면저항값에 영향을 주었다. Auger depth profile 분석결과, Au/Cr 시스템에서는 기판의 온도는 $250^{\circ}C$로 하여 박막을 제조할 때 이미 Cr은 Au 표면으로 확산되었으며, 열처리 후에는 Au의 분포도만 변화하였다. Au/Ni/Cr과 Au/Pd/Cr 시스템의 경우 Ni와 Pd 모두 확산현상이 발견되었으며, 특히 Ni(약 45 at.%)는 Au 박막 표면으로 확산되어 산화되었다.

Keywords