Спосіб одержання багатошарової нітридної плівки

Спосіб одержання нітридної плівки W2N/TiN/TiO2, що включає розпилення мішені, фо 3 куумний насос. При досягненні в камері необхідного тиску включають напруження катода і подають напругу на анод, в результаті між розжареним катодом і анодом виникає дуговий розряд. Одночасно подають напругу на мішень, покривають зовні прошарком оксиду титану (Ті) шляхом інтенсивного бомбардування титанової мішені іонами азоту і розпилювання її матеріалу. Розігнані іони домішки, вибиті з мішені, проникають у вольфрамову підкладку. Після набору заданої дози імплантації проводять виключення живлення анода і катода. Потім припиняють подачу азоту, напускають повітря у камеру, і вольфрамову підкладку витягують. Режими отримання багатошарової нітридної плівки: напруга (Up) і струм (Ір) на газовому розряді 400В і 0,5А, на мішені Uм = 3кВ і Ім = 50мА, на підкладці Uп = 25KB і Іп = 45мА, доза опромінення D=(2,5-5,0),1017 іон/см2. Структура і фазовий склад плівок досліджувалися за допомогою рентгенівського дифрактометра ДРОН-4 у відфільтрованому СоКа - випромінюванні при напрузі 30 кВ і анодному струменю 30 мА, а також на електронному мікроскопі УЕМВ-100АК при напрузі 75кВ, товщина визначалась інтерференційним методом на приладі МІВ-4. Адгезія оцінювалася якісно за допомогою методу клейкої стрічки, ступінь адгезії визналась методом подряпування діамантовою пірамідою отриманого покриття на мікротвердомірі ПМТ-3 при навантаженні від 5 до 10 гр. Питомий опір плівок визначався чотирьохзондовим методом на приладі УВС-3. Виміри мікротвердості плівок здійснювались методом Виккерса на приладі ПМТ-3 при навантаженні на індентор 50г. Для зменшення впливу матеріалу підкладки на показання приладу в умовах тонких покриттів була використана методика опрацювання результатів виміру твердості, запропонована в [2]. Електрохімічне поводження плівок вивчалось на потенціостаті ПВ-50-1 із використанням хлорсрібного електроду порівняння у 10 %-й сірчаній кислоті. Приклад. Імплантацію нітридних плівок вольфраму проводили на установці іонної 50837 4 імплантації при такому режимі імплантації: Up=380B, 400B і Іп=0,5А, Uм=3кВ, Ім=50мА, Uп=25кB, Іп=45мА. Як підкладка була вибрана полікристалічна платівка вольфраму, як мішень титанова платівка, а реактивним газом був азот при тиску 5,32,10-2 Па. У процесі імплантації мішень опромінювали іонами азоту в інтервалі від 2,5 до 5,0,1017 іон/см2. Таким чином на підкладці вольфраму можна одержувати нітридні плівки з шарами оксиду Ті і нітриду Ті, що чергуються, а також з нітридом підкладки, з їх різним співвідношенням. При дозах від 2,5 до 5,0,1017 іон/см та часі від 30 до 60 хв. імплантації була отримана багатошарова плівка кристалічної структури W1N/TiN/TiO2. Про багатошаровість свідчить поперечний зріз на вольфрамовій підкладці (фіг. 1). Дифрактограми нітридних плівок, отриманих методом іонної імплантації підтверджують багатофазність плівок (фіг. 2). Енергія адгезії отриманої плівки досягає 80 мДж/м2, швидкість росту 4,7,10-10 м/с, мікротвердість 15-17,5 ГПа, питомий опір 620 мкОм,см. Завдяки верхньому оксидному шару Ті у кристалічному стані, ця плівка має високу корозійну стійкість 3,7,10-7 А/см2. Таким чином, при використанні високодозової імплантації з дозою опромінення від 2,5 до 5,0,1017 іон/см2 можна отримувати багатофазні і багатошарові нітридні плівки, які володіють максимальними твердістю, адгезією, питомим опором, корозійною стійкістю. Використання винаходу, який заявляється, дозволяє на установці іонної імплантації при високих дозах імплантації отримувати багатошарові нітридні плівки з більшою адгезією, більшою твердістю, більш високими питомим опором і корозійною стійкістю в порівнянні з прототипом. Джерело інформації: 1. Деклараційний патент України на винахід № 68968 А, МПК 7 С23С16/34, опублікований 16.08.2004, бюл. 8. 2. Jonsson В., Hogmark S. Hardness Measurements of Thin Films / Thin Solid Films, -1984. - Vol. 114. - P. 257 - 269. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 50837 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601