Impact of Substrates on the Electrical Properties of Thin Chromium Films

Impacto de los sustratos sobre las propiedades eléctricas de las películas delgadas de cromo

Objetivo: Estudiamos el impacto de los sustratos sobre las propiedades eléctricas de las películas delgadas de cromo. Los sustratos pueden servir para muchos propósitos, tales como definir la orientación, conducir corriente eléctrica en dispositivos verticales, actuar como entrada en los transistores, etc. El rango de grosor de las películas de cromo depositadas en ambos sustratos fue (3,5-70) nm. Métodos y materiales: Usamos las teorías de FuchsSondheimer (F-S) y de Mayadas Shatzkes (MS) para analizar datos de resistividad eléctrica para películas de cromo (Cr) depositadas en ambos sustratos simultáneamente mediante evaporación térmica en el vacío, bajo condiciones de deposición idénticas. Resultados y discusión: Se encontró que la resistividad de la película infinitamente gruesa (ρ0), la ruta libre media de electrones de conducción (l), el parámetro de especularidad (p), el poder de dispersión del borde grano (α) y el coeficiente de reflexión del borde de grano (R) dependen de la naturaleza del sustrato y la fuerza de enlace entre ellos y los átomos de cromo evaporados. El crecimiento y la microestructura de las películas de cromo fueron examinados usando microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Conclusiones: Nuestros datos experimentales se corresponden con exactitud con la teoría M-S en todo el rango de grosor que creció en las películas de cromo depositadas en ambos sustratos. El examen de la estructura de las películas mediante SEM indicó que las películas constan de granos de cromo relativamente puro de diferentes tamaños y que depende de las condiciones y parámetros de deposición, que son factores importantes que determinan las propiedades estructurales de las películas.

INTRODUCCIÓN

Las películas finas de cromo han encontrado muchas aplicaciones; por ejemplo, el cromo fue el primer metal que se investigó como material de resistencia de película fina y se ha utilizado en fotomáscaras, circuitos integrados, divisores de haz óptico, revestimientos semirreflectantes y discos de grabación magnética. discos magnéticos. Los sustratos sirven de soporte mecánico, pero también actuarán como materiales aislantes para las mediciones eléctricas.

Los parámetros de deposición, como la temperatura del sustrato [1]-[4], los materiales del sustrato [5]-[7], la presión de deposición, la velocidad de deposición [8] y la aplicación de campos de corriente continua [9] durante la formación de la película, desempeñan papeles vitales en la nucleación, el crecimiento y otras características de películas. La adaptación de los parámetros de deposición es la cuestión principal para su aplicación en la electrónica.

El objetivo del presente trabajo es investigar el impacto del material del sustrato en la microestructura, el recorrido libre medio de los electrones, el parámetro de especularidad, la potencia de dispersión del límite de grano, el coeficiente de reflexión del límite de grano y la resistividad de las películas de cromo de espesor infinito debido a su superficie lisa y su naturaleza dieléctrica.