Исследование состава пленок оксидов титана, осажденных методом реактивного магнетронного распыления

Аннотация

В работе исследованы структуры и свойства  пленок оксидов титана, осажденных методом реактивного магнетронного распыления. Результаты исследовании тонких пленок методами спектров ИК и комбинационного рассеяния показывают, что наличие двухфазной TiO₂ структуры и образование N–O связи при введении азота без формирования нитрида титана (TiN), а также могут косвенно свидетельствовать о присутствии оксидных соединений азота в составе пленки. Установлено, что структура, элементный и фазовый состав покрытий зависят от величины соотношения кислород/азот в составе реактивного газа, а также от величины отрицательного смещения на подложке. Увеличение доли азота приводит к уменьшению скорости распыления. Полученные материалы имеют структуру анатаза и рутила. Метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии показывает наличие азота (N) в решетке TiO₂. В образцах, допированных азотом, в спектрах рамановского рассеяния появляется полоса при 1048 см^-1, связанная с присутствием азота в TiO₂. Элементный состав исследовался, также, с использованием оптического эмиссионного спектрометра тлеющего разряда. Анализ молекулярных связей в покрытиях осуществлялся с использованием ИК фурье-спектроскопии. Для измерения микро-спектров комбинационного рассеяния использовалась установка, разработанная в Fraunhofer IKTS-MD, состоящая из блока, содержащего инвертированный оптический микроскоп ZEISS, Axiovert и спектрометр iHR550 с охлаждаемым детектором (Horiba, Jobin Yvon Inc.), Для возбуждения колебаний использовался лазер с длиной волны 632,8 nm. Оптические характеристики покрытий исследовались на спектральном эллипсометрическом комплексе “Эллипс-1891 САГ” при фиксированном угле анализа 70^о в интервале длин волн λ = 250 - 1000 нм.