عنوان

بررسی ویژگی های ساختاری لایه های نازک نانوساختار ‮‭(AlTiN)‬تهیه شده به روش کندوپاش مگنترونی واکنشی دوگانه ‮‭(RF‬ و ‮‭DC)‬با تغییر شرایط نهشت

Number

‭۱۲۳۲۱پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی ویژگی های ساختاری لایه های نازک نانوساختار ‮‭(AlTiN)‬تهیه شده به روش کندوپاش مگنترونی واکنشی دوگانه ‮‭(RF‬ و ‮‭DC)‬با تغییر شرایط نهشت

First Statement of Responsibility

/مجید جعفری

Name of Publisher, Distributor, etc.

: دانشکده فیزیک

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۲۰‬ص‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

در رشته‌ی فیزیک حالت جامد

Date of degree

‮‭۱۳۹۲/۰۶/۲۵‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

کاربرد لایه‌صهای نازک نه تنها در اتصال قطعات منفرد به یکدیگر بلکه همچنین در تهیه خود قطعات اعم از فعال و نافعال، امکانات جدید میکروریزه شدن را فراهم آورده است .این امر از آنجا ناشی می‌صشود که یکی از ابعاد از دیدگاه ماکروسکوپی تقریبا صفر است .لایه‌صهای نازک با شیوه‌صهای متفاوتی از جمله نهشت به کمک باریکه مولکولی، نهشت به روش تبخیر و کندوپاش مگنترونی واکنشی لایه‌صنشانی می‌صشوند .روش کندوپاش مگنترونی واکنشی از متداول‌صترین روش‌صهای بکارصگیری نهشت بخار فیزیکی برای تهیه لایه‌صهای نازک می‌صباشد که تکنیکی صنعتی‌صتر محسوب می‌صشود، زیرا برای رشد فیلم‌صها بر روی سطوح بزرگ زیرلایه با نرخ‌صهای نهشت بالا و دمای پایین زیرلایه و کنترل در ترکیب شیمیایی فیلم‌صها، روشی مناسب می‌صباشد .در سال‌صهای اخیر مطالعه روی لایه‌صهای نازک ‮‭TiN‬ بسیار گسترده شده است .این لایه-ها کاربردصهای زیادی را در صنعت میکروالکترونیک به خاطر پایداری گرمایی بالا و مقاومت الکتریکی پایین، به خود اختصاص داده‌صاند .اما چون لایه‌صهای نازک ‮‭TiN‬ در دماهای بالای ‮‭۸۷۳‬ درجه کلوین اکسیده می‌صشوند و سختی خود را از دست می‌صدهند، برای ابزار برنده با سرعت بالا و خشک مناسب نمی‌صباشند .برای حل این مشکل به جای اضافه کردن بیشتر شبه فلزات به ترکیبات‮‭TiN‬ ، ‮‭Al‬ را با نسبت-های متفاوت جانشین تعدادی از اتم های ‮‭Ti‬ در شبکه ‮‭TiN‬ می‌صکنند و ساختار ‮‭AlTiN‬ را تشکیل می‌صدهند که سختی بالا، مقاومت اکسایشی بسیار عالی و پایداری شیمیایی بالاتری را در دماهای بالا از خود نشان می‌صدهد .در این پژوهش، فیلم‌صهای نازکی از ‮‭AlTiN‬ با استفاده از یک سیستم کندوپاش مگنترونی واکنشی دوگانه‮‭(DC‬ و‮‭RF)‬، بصورت همزمان از دو هدف جداگانه آلومینیومی و تیتانیومی، تحت شرایط متفاوت بر روی زیرلایه‌صهایی از جنس کوارتز و سرامیک تهیه و برخی از خواص ساختاری آنها مورد بررسی قرار گرفته است .با استفاده از تغییرات توان‌صهای تخلیه ‮‭Al‬ و‮‭Ti‬ ، درصد نسبت‌صهای ‮‭Al‬ و ‮‭Ti‬ در ترکیبات لایه‌صهای ‮‭AlTiN‬ تغییر داده شد تا فازهای مختلف ‮‭AlTiN‬ حاصل شده و مورد بررسی قرار گیرد .خصوصیات ساختاری فیلم‌صها به وسیله پراش پرتو ایکس ‮‭(XRD)‬ بررسی گردید .آنالیز پراش پرتو ایکس نشان می-دهد که ‮‭AlTiN‬ دارای دو نوع ساختار بلوری می‌صباشد و سمت‌صگیری بلوری از تغییرات فلو یا شار گاز نیتروژن، دمای زیرلایه و توان تخلیه تاثیر می‌صپذیرد .همچنین اندازه دانه‌صهای ‮‭AlTiN‬ بدست آمده از مرتبه ‮‭۲۰‬ تا ‮‭۳۰‬ نانومتر است و به تغییرات توان تخلیه وابسته می‌صباشد .با کنترل شرایط نهشت مذکور دانه‌صهای در ابعاد نانومتر استحصال گردید که تصویربرداری‌صهای ‮‭SEM‬ انجام یافته نیز نتایج بدست آمده را تایید می‌صنماید .تصاویر ‮‭SEM‬ نشان می‌صدهد سطوح فیلم‌صها هموار و یکنواخت بوده و اندازه دانه ها با توجه به مقیاس تصاویر با نتایج حاصل از رابطه دبای-شرر برای طیف‌صهای ‮‭XRD‬ این فیلم‌صها تطابق خوبی دارد

Text of Note

30 nanometers and it was strongly dependent on the sputtering powers. By controlling the expressed deposition conditions, grains in nanoscale sizes were obtained that these rusults confirmed by SEM imaging. The SEM images show that the surface of the films are smooth and uniform and the grains size with regard to the scale of the images is in agreement with the obtained results of Debye Scherrer relation for XRD spectra of the films -ray diffraction analysis revealed that the AlTiN films have two different crystal structures and the preferential orientation was greatly affected by the nitrogen flow rates, substrate temperatures and sputtering powers. The size of AlTiN grain was estimated to be on the order of 20-sputtering, at the same time with two different Al and Ti targets, under different deposition conditions, and some of the structural properties of the films have been investigated. By changing the electric discharge powers, the percents of Al and Ti in AlTiN compositions are changed to provide different phases and to investigate the structural peroperties. X-The application of thin films not only in connecting the individual components to each other but also in preparation of both active and passive devices, has provided new possibilities of microagglomeration. This is caused because one of the dimensions from macroscopic point of view is approximately zero. Thin films are produced with different deposition methods such as Molecular Beam Epitaxy (MBE), Physical Vapor Deposition (PVD) methods and DC/RF reactive magnetron sputtering. Reactive magnetron sputtering technique is one of the most popular methods of applying physical vapor deposition for producing thin films that is considered more industrial because this method is suitable for growing layers on larger substrate surfaces with high deposition rates and lower substrate temperatures and controlling the chemical composition. In recent years, TiN coatings have been widely attracted much interest. Due to high thermal stability and low electrical resistivity, these coatings possess numerous applications in microelectronic industry. But since TiN coatings oxidize at temperatures above 873 K and lose their hardness, hence they arent very suitable for dry cutting and high speed cutting tools. To solve this problem, instead of adding semimetals to the composition of the TiN, different ratio of Al will be replaced by the number of Ti atoms in TiN lattice and resulting in AlTiN coating which exhibits high hardness, excellent oxidation resistance and higher chemical stability at elevated temperatures. In the present experimental work, thin AlTiN films have been prepared on quartz and ceramic substrates by dual reactive (DC,RF) magnetron co

جعفری، مجید

پرهیزکار، مجتبی، استاد راهنما

بیدادی، حسن، استاد راهنما

نقش آرا، حمید، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی