Estudio de películas delgadas de AlN depositadas mediante sputtering por magnetrón DC en modo reactivo: efecto de la presión en la textura
Resumen
El nitruro de aluminio es un compuesto cerámico con multitud de aplicaciones tecnológicas en muchos campos,tales como la óptica, la electrónica y los dispositivos resonadores. La eficiencia del AlN es altamente dependientede las condiciones experimentales de deposición. En este artículo se analiza el efecto de la presión de trabajo enel desarrollo de tensiones residuales en su estructura. Para ello, se depositaron películas delgadas de AlNmediante sputtering por magnetrón DC en modo reactivo con presión de trabajo variable (3-6 mTorr) sobre Si(100). Estas muestras se caracterizaron mediante medición de curvatura de la muestra, XRD (Difracción de RayosX), HRTEM (Microscopía Electrónica de Transmisión de Alta Resolución) y SAED (Difracción de Electrones enÁrea Seleccionada). Los resultados muestran que la tensión residual depende del espesor de la película:compresiva a bajos valores, de tracción a altos valores. Además, la tensión residual es dependiente de la presiónde trabajo, luego a más presión menos tensión residual, inhibiendo el desarrollo de la textura en el plano (00·2),vital para las aplicaciones tecnológicas.
Palabras clave: AlN, sputtering reactivo DC, microscopía electrónica de transmisión de alta resolución, perfilde tensiones, difracción de rayos X.
Aluminum nitride is a ceramic compound with many technological applications in several fields: optics,electronics and resonators. AlN performance is highly dependent on experimental conditions during filmdeposition. This paper focuses on the effect of working pressure on residual stress development. Thus, AlN thinfilms have been deposited with reactive DC magnetron sputtering technique under different working pressures (3-6 mTorr) on Si (100) substrates. These samples were characterized by XRD (X-Ray Diffraction), HRTEM (HighResolution Transmission Electron Microscopy) and SAED (Selected Area Electron Diffraction) techniques.Results show that residual stress is dependent on film thickness: compressive at low thicknesses, tensile at highthicknesses. Moreover, residual stress changes with the working pressure and at high pressures this stress isreduced, hampering the (00·2) texture development, crucial in technological applications.
Keywords: AlN, DC reactive sputtering, high resolution transmission electron microscopy, stress profile, X-raydiffraction.
