0045523 - ÚJF 2007 NL eng A - Abstract
Houška, J. - Vlček, J. - Potocký, Š. - Peřina, Vratislav
Influence of substrate bias voltage on structure and properties of hard Si-B-C-N films prepared by reactive magnetron sputtering.
[Vliv předpětí substrátu na strukturu a vlastnosti tvrdých Si-B-C-N vrstev připravených reaktivním magnetronovým rozprašováním.]
Diamond and Related Materials. Elsevier. Roč. 16, - (2006), s. 29-36. ISSN 0925-9635. E-ISSN 1879-0062
Institutional research plan: CEZ:AV0Z10480505
Keywords : nitrogen films * magnetron co-sputtering * elemental composition
Subject RIV: BG - Nuclear, Atomic and Molecular Physics, Colliders

We systematically investigated the effect of the rf induced negative substrate bias voltage, Ub, on characteristics of novel quaternary Si–B–C–N films. The films were deposited on Si(100) or glass substrates by reactive dc magnetron co-sputtering of silicon, boron and carbon from a single C–Si–B or B4C–Si target in nitrogen–argon gas mixtures at substrate temperatures of 180–350 °C. Elemental compositions of the films, their surface bonding structure, and mechanical and electrical properties were primarily controlled by the Ub values, varied from a floating potential (being between − 30 and − 40 V) to Ub = − 700 V. The energy and flux of ions bombarding the target and the growing films were evaluated on the basis of the measured discharge characteristics. The films were found to be amorphous with thickness up to 5 μm and density around 2.4 g/cm3. They exhibited hardness up to 44 GPa, modified Young's modulus between 170 and 280 GPa, elastic recovery up to 82% and good adhesion to substrates at a low compressive stress (0.6–1.8 GPa).

Zkoumali jsme efekt vf buzeného předpětí substrátu na charakteristiky nových kvaternálních Si-C-B-N vrstev deponovaných na Si a skle reaktivním ss souběžným napařováním C-Si-B nebo B4C – Si v plynné směsi Ar – N při teplotách substrátu 180 – 350oC. Předpětím od plovoucího potenciálu ~-30 do 700V byly řízeny: prvkové složení, vazební struktura, mechanické a elektrické vlastnosti. Parametry naprašování (energie a tok iontů) byly vyhodnoceny ze změřených charakteristik výboje. Vrstvy byly amorfní, jejich tloušťka do 5 m a hustota ~2.4g/cm3, tvrdost do 44 GPa, modifikovaný Youngův modul 170 – 280 kPa, elastické zotavení 82% a dobrá přilnavost k podložce při malém napětí (0.6-1.8 kPa). Tyto výsledky byly srovnány s předpovědmi Davisova modelu a byla ověřena role Si při redukci napětí. Elektrická vodivost polovodičových Si-C-B-N filmů při velkém obsahu uhlíku (40%) byla řízena složením N – Ar směsi a předpětím substrátu.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0138018