аспирант кафедры электронной техники и технологии
г. Минск
Tuyen D. Nguyen, Postgraduate student at the Electronic Technique and Technology Department
Minsk
инженер-технолог
г. Минск
Andrey I. Zanko, Process Engineer
Minsk
Голосов Дмитрий Анатольевич, к.т.н., доцент, ведущий научный сотрудник Центра 9.1 НИЧ
220013, Республика Беларусь, г. Минск, ул. П. Бровки, 6Тел. +375-29-671-35-43
Golosov Dmitriy Anatol’evich, PhD, Associate Professor, Leader Researcher at the Center 9.1 of R&D Department
220013, Republic of Belarus, Minsk, P. Brovki str., 6tel. +375-29-671-35-43
к.т.н., доцент, начальник Центра 9.1. НИЧ
г. Минск
Sergey M. Zavadski, PhD, Associate Professor, Head of the Center 9.1 of R&D Department
Minsk
к.т.н., ведущий научный сотрудник Центра 9.1. НИЧ
г. Минск
Sergey N. Melnikov, PhD, Leader Researcher at the Center 9.1 of R&D Department
Minsk
заместитель заведующего отраслевой лаборатории новых технологий и материалов
г. Минск
Vladimir V. Kolos, Deputy Head of the Industry Laboratory of New Technologies and Materials
Minsk
д.ф.-м.н., профессор кафедры технологий и организации технического сервиса
г. Минск
D.Sc., Professor of the Department of Technologies and Organization of Technical Service
Minsk
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 VOx 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 VOx/Ti увеличивается при увеличении степени окисления пленок VOx и достигает ρc = 0,1 Ом·м2 при удельном сопротивлении оксида ванадия ρ = 0,1 Ом·м. Анализ зависимостей температурного коэффициента сопротивления (ТКС) и ρ пленок VOx от температуры отжига показал, что при отжиге ρ и ТКС 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/O2 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/O2 gas mixtures (ГO2) 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 (VOx) 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 VOx 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 VOx/Ti contact increases with an increase in the oxidation state of the VOx films and reaches ρc = 0.1 Ohm·m2 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 VOx films on the annealing temperature showed that, upon annealing, ρ 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.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.