Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.41
no.6
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pp.287-291
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2008
Reactively magnetron sputtered TiN films were deposited on Si wafers under varying bias voltage and characterized by X-ray diffraction, field-emission scanning electron microscopy and Nanoindentation. The films deposited under an Ar + $N_2$ atmosphere exhibited a mixed (200)-(111) orientation with a strong (200) texture, which subsequently changed to a strong (111) texture with increasing bias voltage. The changes in texture and grain size of the TiN thin films are due to one or a combination of factors such as strain energy, surface free energy, surface diffusivity and adatom mobility. The influence of each factor depends on the processing conditions. The average deposition rate and grain size were calculated from FE-SEM images of the films indicating that the deposition rate was lower at the films deposited under bias voltage.
MgO thin films were deposited by internal ICP-assisted reactive-magnetron sputtering with bipolar pulse bias on a substrate to suppress random arcs. Mg is reactively sputtered by a bipolar pulsed DC power of 100 kHz into ICP generated by a dielectrically shielded internal antenna. At a mass flow ratio of $Ar/O_2$ = 10 : 2 and an ICP/sputter power ratio of 1 : 1, optimal film properties were obtained (a powder-like crystal orientation distribution and a RMS surface roughness of approximately 0.42 nm). A bipolar pulse substrate bias at a proper frequency (~a few kHz) prevented random arc events. The crystalline preferred orientations varied between the (111), (200) and (220) orientations. By optimizing the plasma conditions, films having similar bulk crystallinity characteristics (JCPDS data) were successfully obtained.
Nanocrystalline TiN films were deposited on Si(100) substrate using asymmetric pulsed DC reactive magnetron sputtering. We investigated the growing behavior and the structural properties of TiN films with change of duty cycle and pulsed frequency. Grain size of TiN films were decreased from 87.2 nm to 9.8 nm with decrease of duty cycle. The $2{\theta}$ values for (111) and (200) crystallographic planes of the TiN films were also decreased with decrease of duty cycle. This shift in $2{\theta}$ could be attributed to compressive stress in the TiN coatings. Thus, the change of plasma parameter has a strong influence not only on the microstructure but also on the residual stresses of TiN films.
The introduction of two-grid inside a conventional process system produces a reactive coating deposition and increases metal ion ratio in the plasma, resulting in denser and smoother films. The corrosion behaviors of TiN coatings were investigated by electrochemical methods, such as potentiodynamic polarization test and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in deaerated 3.5% NaCl solution. Electrochemical tests were used to evaluate the effect of microstructure on the corrosion behavior of TiN coatings exposed to a corrosive environment. The crystal structure of the coatings was examined by X-ray diffractometry (XRD) and the microstructure of the coatings was investigated by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron spectroscopy (TEM). In the potentiodynamic polarization test and EIS measurement, the corrosion current density of TiN deposited by two grid-attached magnetron sputtering was lower than TiN deposited by conventional magnetron type and also presented higher Rct values during 240 h immersion time. It is attributed to the formation of a dense microstructure, which promotes the compactness of coatings and yields lower porosity.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.40
no.5
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pp.203-208
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2007
Preliminary studies were conducted to develop a dimensionally stable anode (DSA)electrode prepared by reactive sputtering method. The microstructure, surface morphology and electrochemical properties of iridium oxide $(IrO_2)$ coatings synthesized by unbalanced magnetron sputtering (UBMS) and conventional DSA electrode were compared. In addition, the possibilities of $IrO_2$ films synthesized by UMB on a real DSA electrode were investigated by electro-chemical application test. The degree of non-stoichiometry and surface area were closely related to the electro-chemical activity of the $IrO_2$ electrode. The feasibility of making a DSA electrode prepared by PVD technique was demonstrated through the present work.
Highly [100]-oriented MgO thin films were deposited on Si(100) single crystal substrates by reactive RF magnetron sputtering. The effects of substrate temperature, gas pressure, RF input powder, and gas composition on the characteristics of MgO thin films were studied. The higher substrate temperature and the lower operating pressure were, the better crystallinity of the deposited MgO thin films were. The influences of the RF input power and oxygen to argon ratio were very complex. The physical characteristics of the films changed dramatically with deposition conditions. Highly smooth and epitaxial MgO films were obtained at the deposition conditions as follows; subatrate temperature, $600^{\circ}C$; operating pressure, 10 mtorr; RF input power density, 2 W/$\textrm{cm}^2$; the percentage of oxygen, 10%.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.6
no.4
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pp.480-492
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1996
AZO (Aluminum doped Zinc Oxide) transparent conducting thin films were fabricated by reactive DC mangnetron sputtering method using zinc target containing 2 wt% of Al. Transition range with optimum transmittance and conductivity was obtained by contrlling partial pressure of reactive oxygen gas. Sputtering condition for this transition range could be kept stable by regulating the target voltage. According to XRD analysis, there was only one peak for (002) plane in AZO films and the films deposited in transition range.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.16
no.5
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pp.280-284
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2015
Among many the oxynitrides, TiNO and AlCrNO, have diverse applications in different technological fields. We prepared TiNO/AlCrNO/Al thin films on aluminum substrates using the method of dc reactive magnetron sputtering. The reactive gas flow, gas mixture, and target potential were applied as the sputtering conditions during the deposition in order to control the chemical composition. The multi-layer films have been prepared in an Ar and O2+N2 gas mixture rate. The surface properties were estimated by performing scanning electron microscopy (SEM). At a wavelength range of 0.3~2.5 μm, the exact composition and optical properties of thin films were measured by Auger electron spectroscopy (AES) and Ultraviolet-visible-near infrared (UV-Vis-NIR) spectrophotometry. The optimal absorptance of multi-layer films was exhibited above 95.5% in the visible region of the electromagnetic spectrum, and the reflectance was achieved below 1.89%.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.8
no.4
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pp.592-598
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1998
AZO(Aluminum doped Zinc Oxide) thin films were fabricated by reactive DC magnetron sputtering method using zinc metal target (Al 2%) and zinc oxide target ($Al_2O_3\;2%$) respectively. The intermediate condition with optimum transmittance and conductivity was obtained by controlling the sputtering parameters. Oxygen gas ratio for this condition was $0.5{\times}10^{-2}~1.0{\times}10^{-2}$ in oxide target and. In case of metal target, this optimum oxygen gas ratio at the applied power of 0.6 kW and 1.0 kW was 0.215~0.227 and 0.305~0.315, respectively. The resistivity of AZO film deposited was obtained $1.2~1.4{\times}10^{-3} {\Omega}{\cdot}$cm as deposited state regardless of target species.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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