Přejít k obsahu


Overstoichiometric TMNx>1 transition metal nitride films

Citace:
ČIPEROVÁ, Z., MUSIL, J., KOS, Š., JAROŠ, M. Overstoichiometric TMNx>1 transition metal nitride films. Braunschweig, Německo, 2019.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Overstoichiometric TMNx>1 transition metal nitride films
Rok vydání: 2019
Autoři: Ing. Zuzana Čiperová , prof. Ing. Jindřich Musil DrSc. , doc. Mgr. Šimon Kos Ph.D. , Ing. Martin Jaroš
Abstrakt CZ: Práce pojednává o přípravě silně nadstechiometrických ZrNx>1 a Ti(Al,V)Nx>1 vrstev reaktivním magnetronovým naprašováním. Problémy přípravy nadstechiometrických vrstev a možné způsoby přípravy silně nadstechiometrických TMNx>1 nitridových vrstev až TMNx=2 dinitridů jsou diskutovány, zde TM značí přechodové kovy, například Ti, Zr, Mo, Ta, Nb, W, atd. Stechiometrie vrstev x = N/TM silně ovlivňuje elektrické a mechanické vlastnosti vrstev. Příprava a vlastnosti reaktivně naprášených ZrNx vrstev jsou detailně prezentovány. Bylo zjištěno, že: (1) elektrická rezistivita ZrNx vrstev se mění s rostoucí setchiometrií x z dobře elektricky vodivých vrstev s x ≤ 1 přes polovodivé vrstvy s 1 ≤ x ≤ 1,26 na nevodivé vrstvy s x ≥ 1,3, což ukazuje, že stechiometrie x je silný parameter, který dovoluje řídit elektrickou vodivost vrstev v širokém rozsahu; (2) elektricky vodivé vrstvy s x ≤ 1 jsou tvrdší než polovodivé a nevodivé vrstvy; a (3) ZrN2 dinitridová vrstva nemůže být vytvořena kvůli vytváření Zr3N4 fáze, jejíž formovací entalpie je vyšší než ZrN2 fáze. Také je ukázáno, že hlavní problém vytváření silně nadstechiometrických vrstev TMNx>1 a dinitridů TMN2 je silný nárůst ionizace rozprašovacího plynu – dusíku, který je potřebný k dosažení vysokého poměru N/TM > 1.
Abstrakt EN: The work reports on formation of strongly overstochiometric ZrNx>1 and Ti(Al,V)Nx>1 coatings by reactive magnetron sputtering. Problems in the formation of overstoichiometric coatings and possible ways to form strongly overstochiometric TMNx>1 nitride coatings up to TMNx=2 dinitride coatings are discussed; here TM are the transition metals such as Ti, Zr, Mo, Ta, Nb, W, etc. The coating stoichiometry x = N/TM strongly influences its electrical and mechanical properties. The creation and properties of reactively sputtered ZrNx coatings are presented in detail. It was found that (1) the electrical resistivity of the ZrNx coating varies with increasing x from well electrically conducting films with x ≤ 1 through the semi-conducting films with x ranging from 1 to ≤ 1.26 to non-conductive with x ≥ 1.3, showing that the stoichiometry x is a strong parameter which enables to control an electric conductivity of the coating in a wide range; (2) the electrically conductive coatings with x ≤ 1 are harder than the semiconducting and electrically insulating coatings; and (3) the ZrN2 dinitride film cannot be created due to the formation of Zr3N4 phase whose formation enthalpy is greater than that of a ZrN2 phase. Also, it is shown that a main problem in the formation of strongly overstoichiometric TMNx>1 and dinitride TMN2 coatings is a strong increase of ionization of the nitrogen sputtering gas to achieve a necessary high ratio N/TM > 1.
Klíčová slova

Zpět

Patička