Научная статья на тему 'Управление составом тонких пленок Mo-Si-N-O при реактивном магнетронном распылении'

Управление составом тонких пленок Mo-Si-N-O при реактивном магнетронном распылении Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
38
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
реактивное магнетронное распыление / фазосдвигающие фотошаблоны / нитридизация / reactive magnetron sputtering / phase-shifting phototemplates / nitridation

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Громов Дмитрий Геннадьевич, Гаврилов Сергей Александрович, Лебедев Егор Александрович, Силибин Максим Викторович, Дубков Сергей Владимирович

При реактивном магнетронном распылении в среде химически активного газа образование химического соединения на поверхности мишени изменяет скорость ее распыления. В результате происходит существенное изменение состава формируемой пленки в узком диапазоне давлений химически активного газа. Для того чтобы технологический цикл был хорошо воспроизводимым, необходимо четко понимать происходящие при распылении процессы, а также обеспечить высокий уровень контроля химически активного газа. В работе исследован процесс формирования тонких пленок Mo-Si-N-O при реактивном магнетронном распылении, которые используются как фазосдвигающие слои фотошаблонов. Рассмотрен теоретико-экспериментальный подход для прогнозирования и управления составом многокомпонентных тонких пленок, формируемых в процессе реактивного магнетронного распыления с использованием двух отдельных мишеней в среде химически активного газа. Приведены экспериментальные результаты изменения состава тонких пленок Mo-Si-N-O в зависимости от давления азота при реактивном магнетронном распылении одновременно двух мишеней – молибдена и кремния. Проведено моделирование изменения состава пленок Mo-Si-N-O с учетом теории газовой кинетики, геометрических характеристик вакуумного оборудования магнетронного распыления и простых физико-химических предположений. Установлено, что ключевым фактором, определяющим состав тонкой пленки, является процесс нитридизации мишеней, который приводит к резкому изменению скорости их распыления.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Громов Дмитрий Геннадьевич, Гаврилов Сергей Александрович, Лебедев Егор Александрович, Силибин Максим Викторович, Дубков Сергей Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Composition control of Mo-Si-N-O thin films during reactive magnetron sputtering

During reactive magnetron sputtering in chemically active gas environment, formation of chemical species on the surface of target changes its sputtering rate. As a result, significant composition change of film being formed occurs in narrow pressure range of chemically active gas. Good reproducibility of fabrication cycle requires precise understanding of processes running in sputtering and high level of chemically active gas control. In this work, the process of Mo-Si-N-O thin films, used as phase-shifting layers of phototemplates, formation by magnetron sputtering is investigated. A theoretical-experimental approach is presented for predicting and controlling the composition of multicomponent thin films formed by reactive sputtering using two separate targets in a chemically active gas environment. Experimental results of Mo-Si-N-O thin films composition change depending on nitrogen pressure during simultaneous reactive magnetron sputtering of two targets, molybdenum and silicon, are given. The character of the Mo-Si-N-O films composition change is substantiated by simulation with consideration to kinetic theory of gases, geometrical characteristics of vacuum magnetron sputtering equipment and simple physical and chemical assumptions. It has been established that key factor determining the thin film composition is the process of targets nitridation that leads to a sharp change in the rate of their sputtering.

Текст научной работы на тему «Управление составом тонких пленок Mo-Si-N-O при реактивном магнетронном распылении»

Научная статья УДК 539.231

doi:10.24151/1561-5405-2023-28-6-745-761 EDN: WRKMQW

Управление составом тонких пленок Mo-Si-N-O при реактивном магнетронном распылении

Д. Г. Громов1'2, С. А. Гаврилов1, Е. А. Лебедев1, М. В. Силибин1, С. В. Дубков1, А. В. Аникин1, А. И. Погалов1, Д. А. Дронова1, Д. Д. Бутманов1, М. Е. Ширяев1, В. Д. Громов1, Р. М. Рязанов1'3, Р. А. Шарипов1, В. А. Беспалов1

1 Национальный исследовательский университет «МИЭТ»,

г. Москва, Россия

2

Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова Минздрава России, г. Москва, Россия НПК «Технологический центр», г. Москва, Россия

[email protected]

Аннотация. При реактивном магнетронном распылении в среде химически активного газа образование химического соединения на поверхности мишени изменяет скорость ее распыления. В результате происходит существенное изменение состава формируемой пленки в узком диапазоне давлений химически активного газа. Для того чтобы технологический цикл был хорошо воспроизводимым, необходимо четко понимать происходящие при распылении процессы, а также обеспечить высокий уровень контроля химически активного газа. В работе исследован процесс формирования тонких пленок Мо-81-К-0 при реактивном магнетронном распылении, которые используются как фазосдвигающие слои фотошаблонов. Рассмотрен теоретико-экспериментальный подход для прогнозирования и управления составом многокомпонентных тонких пленок, формируемых в процессе реактивного магнетронного распыления с использованием двух отдельных мишеней в среде химически активного газа. Приведены экспериментальные результаты изменения состава тонких пленок Мо-81-К-0 в зависимости от давления азота при реактивном магнетронном распылении одновременно двух мишеней - молибдена и кремния. Проведено моделирование изменения состава пленок Мо-8ьК-0 с учетом теории газовой кинетики, геометрических характеристик вакуумного оборудования маг-нетронного распыления и простых физико-химических предположений. Установлено, что ключевым фактором, определяющим состав тонкой пленки, является процесс нитридизации мишеней, который приводит к резкому изменению скорости их распыления.

Ключевые слова: реактивное магнетронное распыление, фазосдвигающие фотошаблоны, нитридизация

Финансирование работы: работа выполнена в рамках государственного задания (Соглашение FSMR-2023-0014).

© Д. Г. Громов, С. А. Гаврилов, Е. А. Лебедев, М. В. Силибин, С. В. Дубков, А. В. Аникин, А. И. Погалов, Д. А. Дронова, Д. Д. Бутманов, М. Е. Ширяев, В. Д. Громов, Р. М. Рязанов, Р. А. Шарипов, В. А. Беспалов, 2023

Для цитирования: Управление составом тонких пленок Mo-Si-N-O при реактивном магнетронном распылении / Д. Г. Громов, С. А. Гаврилов, Е. А. Лебедев и др. // Изв. вузов. Электроника. 2023. Т. 28. № 6. С. 745-761. https://doi.org/10.24151/ 1561-5405-2023-28-6-745-761. - EDN: WRKMQW

Original article

Composition control of Mo-Si-N-O thin films during reactive magnetron sputtering

D. G. Gromov1,2, S. A. Gavrilov1, E. A. Lebedev1, M. V. Silibin1, S. V. Dubkov1, A. V. Anikin1, A. I. Pogalov1, D. A. Dronova1, D. D. Butmanov1, M. E. Shiryaev1, V. D. Gromov1, R. M. Ryazanov13, R. A. Sharipov1, V. A. Bespalov1

1National Research University of Electronic Technology, Moscow, Russia

2

I. M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Moscow, Russia

3 (( >>

SMC "Technological Centre ", Moscow, Russia [email protected]

Abstract. During reactive magnetron sputtering in chemically active gas environment, formation of chemical species on the surface of target changes its sputtering rate. As a result, significant composition change of film being formed occurs in narrow pressure range of chemically active gas. Good reproducibility of fabrication cycle requires precise understanding of processes running in sputtering and high level of chemically active gas control. In this work, the process of Mo-Si-N-O thin films, used as phase-shifting layers of phototemplates, formation by magnetron sputtering is investigated. A theoretical-experimental approach is presented for predicting and controlling the composition of multicom-ponent thin films formed by reactive sputtering using two separate targets in a chemically active gas environment. Experimental results of Mo-Si-N-O thin films composition change depending on nitrogen pressure during simultaneous reactive magnetron sputtering of two targets, molybdenum and silicon, are given. The character of the Mo-Si-N-O films composition change is substantiated by simulation with consideration to kinetic theory of gases, geometrical characteristics of vacuum magnetron sputtering equipment and simple physical and chemical assumptions. It has been established that key factor determining the thin film composition is the process of targets nitridation that leads to a sharp change in the rate of their sputtering.

Keywords: reactive magnetron sputtering, phase-shifting phototemplates, nitridation

Funding: the work has been performed under state assignment (Agreement FSMR-2023-0014).

For citation: Gromov D. G., Gavrilov S. A., Lebedev E. A., Silibin M. V., Dubkov S. V., Anikin A. V., Pogalov A. I., Dronova D. A., Butmanov D. D., Shiryaev M. E., Gromov V. D., Ryazanov R. M., Sharipov R. A., Bespalov V. A. Composition control of Mo-Si-N-O thin films during reactive magnetron sputtering. Proc. Univ. Electronics, 2023, vol. 28, no. 6, pp. 745-761. https://doi.org/ 10.24151/15615405-2023-28-6-745-761. - EDN: WRKMQW.

Введение. Реактивное магнетронное распыление используется для создания оксидных [1, 2], нитридных [3-5], оксинитридных [6, 7] и других покрытий [8, 9] различного функционального назначения. Процесс реализуется в среде смеси инертного газа и соответствующего химически активного газа. Ионное распыление в среде химически активного газа - резко нелинейный процесс, поскольку образование химического соединения на поверхности мишени изменяет скорость ее распыления. Это приводит к тому, что в достаточно узком диапазоне давлений химически активного газа происходит существенное изменение состава формируемой тонкой пленки [10-12]. Ситуация еще более усложняется, когда необходимо наносить пленки сложного состава и магнетронное распыление проводится одновременно с двух мишеней [13, 14]. Примером такого процесса является нанесение пленки Mo-Si-N магнетронным распылением одновременно двух мишеней: молибдена (Mo) и кремния (Si) в смеси газов аргона (Ar) и азота (N) [15, 16]. Поэтому, для того чтобы процесс был технологически хорошо воспроизводимым, необходимо четко понимать происходящие при распылении процессы, установить границы этих изменений и контролировать поток химически активного газа.

Пленки Mo-Si-N характеризуются такими механическими свойствами, как высокая твердость, износостойкость и низкий коэффициент трения, что позволяет использовать их в качестве защитных, износостойких, антифрикционных покрытий [17-19]. Тонкие пленки Mo-Si-N и Mo-Si-N-O также применяются в качестве фазосдвигающих слоев фотошаблонов в технологии наноэлектроники. Данные слои применяются, когда размеры элементов ИС меньше длины волны излучения, используемого при фотолитографии, для повышения контрастности изображения, которая снижается из-за явления дифракции [20]. Таким образом, с использованием длины волны излучения 248 или 193 нм можно формировать топологию по технологической норме 90 или 65 нм и менее [21, 22]. К фазосдвигающим слоям Mo-Si-N и Mo-Si-N-O предъявляются жесткие требования: фазовый сдвиг на 180°, прозрачность 6 % на длине волны 193 нм, толщина 66-68 нм [21, 22]. В связи с этим процесс реактивного магнетронного распыления необходимо строго контролировать, а также детально понимать его особенности.

Цель настоящей работы - экспериментальное и теоретическое исследование влияния парциального давления активного газа, азота и кислорода, из остаточной атмосферы на состав формируемой тонкой пленки Mo-Si-N-O при одновременном реактивном магнетронном распылении Mo- и Si-мишеней, что необходимо для реализации прогнозируемого управляемого и воспроизводимого способа формирования тонкой пленки Mo-Si-N-O нужного состава. Рассматриваемый подход может быть применен и к другим многокомпонентным системам.

Эксперимент. В качестве подложек для нанесения и исследования слоев использовали титановую фольгу толщиной 30 мкм. Выбор титановой фольги в качестве подложки вместо подложек кремния обусловлен упрощением процесса определения состава формируемой пленки, поскольку кремний входит в состав пленки, что затрудняет оценку точного количества кремния в пленке на фоне кремниевой подложки. Подложки предварительно отмывали в ацетоне в ультразвуковой ванне. Для удаления слоя естественного оксида проводили их травление в растворе HF:HNO3:H2O при соотношении 1:2:6. После этого подложки тщательно промывали в деионизованной воде и высушивали в парах изопропилового спирта.

Все исследуемые пленки формировали на поверхности подложек методом реактивного магнетронного распыления мишеней в вакууме. Осаждение проводили на установке УРМ-026 при достаточно высоком остаточном давлении газа 7-10-5 торр. Остаточная атмосфера являлась источником кислорода в формируемой пленке Mo-Si-N-O. Подложкодержатели устанавливали на карусели с планетарным вращением. Поверх-

ность подложек подвергали предварительной бомбардировке ионами Ar с помощью ионного источника ИИ-4-015 (ионный ток 40 мА, время обработки 120 с). Распыление Si-мишени (99,999 %) диаметром 100 мм и Mo-мишени (99,95 %) диаметром 100 мм проводили индивидуально или одновременно в газовой смеси Ar и N2. Давление Ar в процессе распыления составляло 3-10 торр, парциальное давление N варьировали от 0 до

_^

3-10 торр. Процесс распыления контролировали с помощью блоков питания Плазма-Тех ИВЭ 141, работающих в режиме стабилизации мощности с возможностью измерения текущих значений напряжения и силы тока. Мощность распыления Si-мишени варьировали в диапазоне 100-500 Вт, Mo-мишени - в диапазоне 100-1000 Вт. Соотношение мощностей распыления мишеней выбирали исходя из целевого состава фазос-двигающих слоев. Для исследуемого случая одновременного распыления двух мишеней мощность составляла 100 Вт для Mo-мишени и 500 Вт для Si-мишени.

Измерение толщины осажденных слоев осуществляли на атомно-силовом микроскопе АКТ-ЭТ SmartSPM (Россия) в полуконтактном режиме. Для этого перед нанесением пленки поверхность подложки частично маскировали, а измерения проводили на границе областей с осажденным слоем и без него после удаления маски. Скорость осаждения материала определяли с учетом времени распыления. Морфология и элементный состав нанесенных слоев исследовали с помощью растрового электронного микроскопа Jeol JSM-6010 Plus/LA (Япония) с интегрированным рентгеновским энергодисперсионным детектором. Ускоряющее напряжение в процессе энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии варьировали с целью минимизации сигнала от подложки.

На начальном этапе отдельно изучали скорости осаждения Mo и Si в зависимости от давления N2 (рис. 1). В обоих случаях скорость осаждения нелинейно снижается с увеличением концентрации азота в газовой смеси Ar + N2. При этом в достаточно узком диапазоне парциальных давлений N2 скорость осаждения снижается достаточно резко, а далее с его повышением скорость изменяется уже слабо, что характерно для реактивного распыления титана и других металлов [23-27].

0,225

0 0,200

X

к X 0,175

X

4 ¥ 0,150

a

О 0,125

ь

о о, 0,100

о

и 0,075

0,050

< »«

Ч ч ч *

\ \ \ \

\ ч ч

ч ч ч ч V

< ЧЧЧ Мо

s. Si

0,5 1,0 1,5 2,0 Давление, мторр

2,5

3,0

Рис. 1. Экспериментальная зависимость скорости осаждения тонких пленок Mo и Si от парциального давления N2 в вакуумной камере в процессе реактивного ионно-плазменного распыления Mo- и Si-мишеней при электрической

мощности на мишенях 1000 и 500 Вт соответственно Fig. 1. Experimental dependence of the deposition rate of thin films of Mo and Si on the partial pressure of N2 in the vacuum chamber during reactive ion-plasma sputtering of Mo and Si targets at electric power on the targets of 1000 and 500 W,

respectively

Следующий этап - исследование влияния давления N2 в рабочей газовой смеси Аг + N2 при совместном магнетронном распылении Мо- и Бьмишеней при фиксированной электрической мощности на состав формируемой тонкой пленки Мо-БьЫ-О. Зависимость изменения состава пленки Мо-БьЫ-О от задаваемого парциального давления азота представлена на рис. 2. Видно, что содержание Мо и в пленке нелинейно снижаются, а доля (содержание) азота повышается. Причем характерно, что наиболее быстрое увеличение содержания азота происходит в интервале его давлений в вакуумной камере до 0,5 мторр, а далее изменения слабые, что согласуется с характером изменения скоростей осаждения (см. рис. 1). Это объясняется тем, что по мере увеличения парциального давления N2 при распылении мишень постепенно покрывается нитридом, который имеет более низкий коэффициент распыления, чем соответствующий чистый материал. Очевидно, что при давлении N2 порядка 0,5 мторр в рассматриваемом случае обе мишени уже практически полностью покрываются нитридом, что и приводит к наблюдаемым фактам: скорость осаждения пленки и содержание азота в ней при давлении более 0,5 мторр изменяются слабо, несколько уменьшаясь. При этом наблюдается плавное повышение содержания кислорода в пленке. Источником кислорода в пленке является остаточная атмосфера, т. е. это постоянный поток в вакуумную камеру, обусловленный натеканием. Таким образом, увеличение содержания кислорода в пленке также связано со снижением скорости распыления мишеней из-за их покрытия нитридом, что приводит к снижению потока атомов Мо, и N в пленку при практически неизменяющемся потоке атомов кислорода. Следует отметить, что при распылении мишеней чистым N2 (при 3-10 торр), несмотря на то, что парциальное давление кислорода в вакуумной камере на два порядка ниже давления азота, содержание кислорода в пленке Мо-БьЫ-О оказывается в 2,5 раза выше содержания азота (см. рис. 2).

50

40

зо

s X

гз

Ы о.

I) §

U

20

10

0,5

°2 ....... I

Si

/ > i и N

tv - Mo ' — ™

1 j "......4 ►

1,0 1,5 Давление, мторр

2,0

2,5

3,0

Рис. 2. Экспериментальная зависимость изменения концентрации элементов в тонкой пленке Mo-Si-N-O от парциального давления N2 в вакуумной камере в процессе реактивного ионно-плазменного распыления Mo- и Si-мишеней при электрической мощности на мишенях

100 и 500 Вт соответственно Fig. 2. Experimental dependence of the change of element concentrations in the Mo-Si-N-O thin film on the partial pressure of N2 in the vacuum chamber during reactive ion-plasma sputtering of Mo and Si targets at electric power on the targets of 100 and 500 W, respectively

Расчет. Для понимания процессов, происходящих при одновременном распылении двух разных мишеней в среде химически активного газа, использовали модернизированную Мартиным и Русселотом [28] физико-математическую модель Берга и его коллег [29]. Данная модель адаптирована для рассматриваемого случая формирования тонкой пленки Мо-БьК-О. Схема, поясняющая суть модели, показана на рис. 3.

Введение реактивного

Рис. 3. Схематическое изображение модели потока реактивного газа через систему реактивного ионно-плазменного распыления Fig. 3. Schematic representation of model of reactive gas flow through a reactive ionplasma sputtering system (it is assumed that the chemical gas is consumed on the surfaces of Mo and Si targets, on the deposition surface of the vacuum chamber, substrates and

substrate holders)

В основе модели - равенство всех входящих и всех выходящих из вакуумной установки газовых потоков химически активного газа - N2. Входящий поток N2 qo расходуется поверхностями двух мишеней qt Mo и qt Si, поверхностью осаждения, т. е. поверхностями подложки qc Mo и вакуумной камеры qc Si, а оставшаяся часть N2 откачивается вакуумным насосом - поток qp.

4о = 4ti + 4t 2 + 4c mo + 4c Si + qp •

При этом Mo- и Si-мишени из-за взаимодействия с азотом частично (доли 9t Mo и 9t si) покрываются нитридом (рис. 4). Поэтому скорость распыления мишеней заметно снижается, так как коэффициент распыления нитрида всегда меньше, чем коэффициент распыления чистого элемента. Это является основной причиной резкой нелинейности процесса реактивного ионно-плазменного распыления. Снижение коэффициентов распыления мишеней приводит к быстрому и существенному изменению условий конденсации на поверхности осаждения (доли 9t Mo и 9t si) и, как следствие, к изменению состава тонкой пленки. В итоге расчет по модели, описанной в работе [28], сводится к вычислению долей 9t Mo, 9t si, 9c Mo и 9c si и выявлению причин изменения парциального давления химически активного газа в камере в зависимости от изменения условий его потребления на поверхностях распыления и осаждения и, как следствие, возникновения гистерезиса этого процесса. Дополним используемую модель расчетом состава формируемой тонкой пленки Mo-Si-N-O в атомных долях или атомных процентах.

Рис. 4. Схема направления потребления потока активного газа - азота и источники поступления азота на поверхности осаждения, подложках и подложкодержателях

при реактивном ионно-плазменном распылении Mo- и Si-мишеней Fig. 4. Schematic showing the directions of active gas - nitrogen flow consumption and sources of nitrogen supply on the deposition surface, substrates and substrate holders during reactive ion-plasma sputtering of Mo and Si targets

Концентрацию компонентов С (ат. %) в получаемой пленке Mo-Si-N-O можно рассчитать из следующих соотношений.

Qi =

cn =

Co =

Nmo .+ Nn + No + Nsi

Nsi

Nmo + Nn + No + Nsi

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

NN

NMO + NN + NO + Nsi

No

N + N + N + N

1 MO ^ nN ^ NO ^ NSi

где NX - поток соответствующих атомов, формирующих тонкую пленку, т. е. количество соответствующих атомов, конденсирующихся на единице поверхности в единицу времени, м-2-с-1.

С учетом выражений для скорости распыления мишеней для определения потока атомов Мо можно записать

N =

N Mo

^MoN 9t Mo + ^Mo(1 9t Mo)

e e

4

Mo

A

Mo

где —£МоК0г мо - количество Мо, поступающего в пленку в результате распыления нит-

е

рида молибдена МоК с мишени; —8Мо (1 -0,Мо) - количество Мо, поступающего в

пленку в результате распыления свободного Mo с мишени.

mo

e

Аналогичное выражение можно записать для атомов Б1, поступающих в пленку в единицу времени на единицу площади:

N* =

SSiN ®tSi + SSi(1 0t Si)

e e

A E

A„

Выражение для удельной скорости осаждения азота будет иметь вид

^ = -^МоК б, МО ^ + б, ^ + ас МО Р (1 -0С Мо) + ас 31 Р (1 -0С 31) +

е —с Мо ^ — 81

+ас МоКР0, Мо +ас 8ШР0, 81,

— о А А Мо

где — оМоК 0, Мо- - количество азота, поступающего в пленку в результате распыле-

е Ас Мо

ния МоК с мишени; — 0^ —— - количество азота, поступающего в пленку в рее Ас 81

зультате распыления нитрида кремния с мишени; асМоР(1 — 0сМо) - количество азота, поступающего в пленку в результате его поглощения свободным Мо на поверхности осаждения Ac Мо; ас5р (1 — 0сЯ ) - количество азота, поступающего в пленку в результате его поглощения свободным на поверхности осаждения Ac 8;; асМо1ЧР0,Мо - количество азота, поступающего в пленку в результате его физической адсорбции фракцией МоК на поверхности осаждения; аc КМо - коэффициент аккомодации атомов азота к МоК; асЯ - количество азота, поступающего в пленку в результате его физиче-

ской адсорбции фракцией нитрида кремния на поверхности осаждения; аc N81 - коэффициент аккомодации атомов азота к нитриду кремния.

При проведении эксперимента 02 специальным отдельным потоком не вводили. Источником появления кислорода в пленке является остаточная газовая атмосфера. Учитывая, что Мо и обладают сильным геттерным эффектом по отношению к 02, можно принять, что поток 02 потребляется поверхностями мишеней, долей поверхности осаждения, покрытой чистыми Мо и Б1, и в меньшей степени долей поверхности, покрытой нитридом молибдена и нитридом кремния. Для упрощения вычислений можно пренебречь кислородом, который поступает с мишеней в результате распыления оксида. Это возможно, поскольку вклад его в пленку невелик по сравнению с кислородом, поступающим на поверхность осаждения непосредственно из газовой среды вакуумной камеры, парциальное давление К2 намного превосходит давление 02, а коэффициент распыления оксида еще меньше, чем у нитрида. В результате для потока 02 в формируемую пленку можно записать

N = р0 (1 — а, Мо02 (1 — 0, Мо ))(ас Мо02 (1 — 0с Мо )) + + Р0(1 — а, Мо0,

(1 — 0

г Мо

))(а

с МоШ,

(1 — 0

с Мо) +

+ Р0(1 — а, 810 (1 — 0г 81 ))(ас 810 (1 — 0с 81 )) +

+ Р0(1 — а, 8102 (1 — 0, 81 ))(ас 81К02 (1 — 0с 81 )'

Fo =

0 ост

^2пкТЫ0 '

где F0 - поток 02; D0 - доля кислорода в остаточной атмосфере; Pост - давление остаточных газов в вакуумной камере; M0 - молекулярная масса 02.

На основе представленного модельного подхода написана компьютерная программа на языке Python и проведены теоретические расчеты состава пленок Mo-Si-N-O, которые сопоставлены с полученными экспериментальными данными. Основные параметры для расчетов состава пленки Mo-Si-N-O, формируемой при одновременном ионно-плазменном распылении Mo- и Si-мишеней в газовой среде N, и их значения следующие:

Площадь 8>мишени.........................................................................................................0,004 м2

Площадь Мо-мишени.......................................................................................................0,004 м2

Площадь поверхности осаждения камеры и подложек

для Si и Si3N4.........................................................................................................................0,3 м2

Площадь поверхности осаждения камеры и подложек

для Мо и MoN.......................................................................................................................0,3 м2

Коэффициент распыления Si для E (Лг+) = 400 эВ................................................................0,9

Коэффициент распыления SiN для E (Лг+) = 400 эВ.............................................................0,3

Коэффициент распыления Мо для E (Лг+) = 400 эВ.............................................................0,9

Коэффициент распыления MoN для E (Лг+) = 400 эВ...........................................................0,3

Скорость откачки............................................................................................................ 1200 л/с

Коэффициент аккомодации молекулы N на поверхности Si-мишени...............................0,1

Коэффициент аккомодации молекулы N на поверхности Si3N4-мишени..................0,00001

Коэффициент аккомодации молекулы N на поверхности осаждения,

покрытой Si...........................................................................................................................0,005

Коэффициент аккомодации молекулы N на поверхности осаждения,

покрытой SiзN4 ................................................................................................................. 0,00002

Коэффициент аккомодации молекулы N на поверхности Мо-мишени.............................0,6

Коэффициент аккомодации молекулы N на поверхности MoN-мишени..................0,00001

Коэффициент аккомодации молекулы N на поверхности осаждения,

покрытой Мо...........................................................................................................................0,01

Коэффициент аккомодации молекулы N на поверхности осаждения,

покрытой MoN................................................................................................................0,000002

Коэффициент аккомодации молекулы О2 на поверхности осаждения,

покрытой Si.............................................................................................................................0,15

Коэффициент аккомодации молекулы О2 на поверхности осаждения,

покрытой Si3N4.......................................................................................................................0,13

Коэффициент аккомодации молекулы О2 на поверхности осаждения,

покрытой Mo...........................................................................................................................0,01

Коэффициент аккомодации молекулы О2 на поверхности осаждения,

покрытой MoN........................................................................................................................0,09

Температура..........................................................................................................................273 К

Плотность ионного тока Si-мишени..............................................................................165 А/м2

Плотность ионного тока Мо-мишени..............................................................................85 А/м2

Рис. 5 демонстрирует результаты теоретического расчета концентрации элементов в формируемой тонкой пленке Mo-Si-N-O в зависимости от парциального давления N2 при реактивном магнетронном распылении Мо- и Si-мишеней. Видно, что расчетные кривые согласуются с данными экспериментальных исследований. Полученные экспериментальные результаты показывают, что в условиях нитридизации распыляемых Мо- и Si-мише-ней, резкого падения коэффициентов их распыления из-за этого и, как следствие, соответствующего падения скорости осаждения пленки заметно увеличивается содержание в ней кислорода. Эксперименты, проведенные при давлении остаточных газов 7-10-5 торр, показывают неприемлемо высокое содержание кислорода в пленке (от 25 до 40 ат. %). В то же время моделирование данного процесса с использованием предложенного подхода показывает, что снижение остаточного атмосферного давления до 1-10-5 торр позволяет снизить содержание кислорода в пленке Mo-Si-N-O до 4-8 ат. % (рис. 6).

50

40

5?

| 30

я -

с-

I 20

я я

£

ю

о

О 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Давление, мторр

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 5. Зависимость концентрации элементов в тонкой пленке Mo-Si-N-O от парциального давления N2 в вакуумной камере в процессе реактивного ионно-плазменного распыления Mo- и Si-мишеней при электрической мощности на мишенях 100 и 500 Вт соответственно: кривые - расчет;

условные обозначения - эксперимент Fig. 5. Dependence of element concentrations in Mo-Si-N-O thin film as a function of N2 partial pressure in the vacuum chamber during reactive ion-plasma sputtering of Mo and Si targets at electric power on the targets of 100 and 500 W, respectively: curves - calculation; symbols - experiment

4 t

>- ----- k

Mo д ..••• >

< 1 ___

* • __ o2 , > f

r N »

1

Рис. 6. Расчетная зависимость изменения концентрации элементов в тонкой пленке Mo-Si-N-O от парциального давления N2 в вакуумной камере в процессе реактивного ионно-плазменного распыления Mo- и Si-мишеней при различных давлениях

остаточной атмосферы Fig. 6. Calculated dependence of changes in element concentrations in a Mo-Si-N-O thin film as a function of N2 partial pressure in a vacuum chamber during reactive ion-plasma sputtering of Mo and Si targets at different pressures of the residual atmosphere

Другие важные параметры, которые позволяют широко варьировать состав тонкой пленки, - это плотности ионных токов J на мишенях. Результаты прогнозирования состава пленок Мо-БьК-О при изменении плотности ионных токов на мишенях показаны на рис. 7. Изменение плотностей ионных токов на Мо- и Бьмишенях позволяет в широком диапазоне варьировать соотношение Мо и

60

50

40

30

=

я -

CL

н =

U

я

| 20

10

0,5 1,0 1,5

Давление, мторр а

2,0

2,5

3,0

Si

1 1 t ----Mo -----N ..........o2

\\ \ ............ 200 A/m2

..... "T20

i ... 1 ~~ — ~~ — 50

/ I

0,5 1,0 1,5 2,0

Давление, мторр б

2,5

3,0

Рис. 7. Расчетные зависимости изменения концентрации элементов в тонкой пленке Mo-Si-N-O от парциального давления N2 в вакуумной камере в процессе реактивного ионно-плазменного распыления Mo- и Si-мишеней при различных плотностях ионного тока

на Mo-мишени JMo при JSi = 165 А/м2 (а) и на Si-мишени JSi при JMo = 85 А/м2 (б) Fig. 7. Calculated dependences of element concentrations in the Mo-Si-N-O thin film as a function of N2 partial pressure in the vacuum chamber during reactive ion-plasma sputtering of Mo and Si targets at different ion current densities on Mo target JMo at JSl = 165 A/m2 (a)

and on Si target JSi at JMo = 85 A/m2 (b)

Заключение. Сопоставление теоретического расчета с экспериментальными данными позволило подобрать задаваемые параметры процесса ионно-плазменного нанесения тонких пленок сложной многокомпонентной системы Mo-Si-N-O. Задавая условия осаждения, можно прогнозировать состав формируемой пленки. Наиболее динамичным диапазоном парциального давления N2, при котором изменяется состав пленки Mo-Si-N-O, требующий особого контроля, является 0-0,5 мторр. Результаты проведенного исследования могут быть полезны при разработке оптимальных составов фазосдвигающих слоев фотошаблонов.

Литература

1. Sproul W. D., Graham M. E., WongM.-S., Rudnik P. J. Reactive d.c. magnetron sputtering of the oxides of Ti, Zr, and Hf // Surf. Coat. Technol. 1997. Vol. 89. Iss. 1-2. P. 10-15. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(96)02913-1

2. Ellmer K., Welzel T. Reactive magnetron sputtering of transparent conductive oxide thin films: Role of energetic particle (ion) bombardment // Journal of Materials Research. 2012. Vol. 27. Iss. 5. P. 765-779. https://doi.org/10.1557/jmr.2011.428

3. Iqbal A., Mohd-Yasin F. Reactive sputtering of aluminum nitride (002) thin films for piezoelectric applications: A review // Sensors. 2018. Vol. 18. Iss. 6. Art. No. 1797. https://doi.org/10.3390/s18061797

4. Magnetron sputtering of transition metal nitride thin films for environmental remediation / L. Aissani, A. Alhussein, A. W. Zia et al. // Coatings. 2022. Vol. 12. Iss. 11. Art. No. 1746. https://doi.org/10.3390/ coatings12111746

5. Abdelhameed A. H., Jacob W. Deposition of thermally stable tungsten nitride thin films by reactive magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol. 2019. Vol. 375. P. 701-707. https://doi.org/10.1016/ j.surfcoat.2019.07.046

6. Бойцова Е. Л., Леонова Л. А. Исследование свойств тонких пленок Ti-O-N, осажденных методом реактивного магнетронного напыления // Изв. РАН. Сер. физ. 2018. Т. 82. № 9. С. 1257-1262. https://doi.org/10.1134/S0367676518090053. - EDN: XWVMNV.

7. Bartzsch H., Lange S., Frach P., Goedicke K. Graded refractive index layer systems for antireflective coatings and rugate filters deposited by reactive pulse magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol. 2004. Vol. 180-181. P. 616-620. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2003.10.105

8. Effect of carbon content on structural, mechanical and tribological properties of Cr-V-C-N coatings / L. Aissani, A. Alhussein, A. Belgroune et al. // Thin Solid Films. 2021. Vol. 732. Art. No. 138782. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2021.138782

9. Design, testing and characterization of innovative TiN-TiO2 surfaces inactivating bacteria under low intensity visible light / S. Rtimi, O. Baghriche, C. Pulgarin et al. // RSC Adv. 2012. Vol. 2. Iss. 23. P. 8591-8595. https://doi.org/10.1039/C2RA20559A

10. Reactive magnetron sputtering of TiOx films / P. Baroch, J. Musil, J. Vlcek et al. // Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 193. Iss. 1-3. P. 107-111. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2004.07.060

11. Jiang N., Georgiev D. G., Jayatissa A. H. The effects of the pressure and the oxygen content of the sputtering gas on the structure and the properties of zinc oxy-nitride thin films deposited by reactive sputtering of zinc // Semicond. Sci. Technol. 2013. Vol. 28. No. 2. Art. No. 025009. https://doi.org/10.1088/0268-1242/ 28/2/025009

12. Wide variation in the structure and physical properties of reactively sputtered (TiZrHf)N coatings under different working pressures / D.-C. Tsai, Z.-C. Chang, B.-H. Kuo et al. // Journal of Alloys and Compounds. 2018. Vol. 750. P. 350-359. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.04.011

13. Multitarget reactive magnetron sputtering towards the production of strontium molybdate thin films / M. Andrulevicius, E. Artiukh, G. Suchaneck et al. // Materials. 2023. Vol. 16. Iss. 6. Art. No. 2175. https://doi.org/10.3390/ma16062175

14. Pilko V. V., Komarov F. F. Structure and tribomechanical properties of TiZrSiN nanostructured thin films deposited by reactive magnetron sputtering // Journal of Advanced Materials and Technologies. 2018. No. 1. P. 14-21. EDN: LYBSMX.

15. Influence of N2 gas flow ratio and working pressure on amorphous Mo-Si-N coating during magnetron sputtering / K S. Lim, Y. S. Kim, S. H. Hong et al. // Coatings. 2020. Vol. 10. Iss. 1. Art. No. 34. https://doi.org/ 10.3390/coatings 10010034

16. Liu Y.-C., Liang B.-H., Huang C.-R., Wu F.-B. Microstructure evolution and mechanical behavior of Mo-Si-N films // Coatings. 2020. Vol. 10. Iss. 10. Art. No. 987. https://doi.org/10.3390/coatings10100987

17. Syntheses and mechanical properties of Mo-Si-N coatings by a hybrid coating system / S. J. Heo, K. H. Kim, M. C. Kang et al. // Surf. Coat. Technol. 2006. Vol. 201. Iss. 7. P. 4180-4184. https://doi.org/ 10.1016/j.surfcoat.2006.08.048

18. Yang Q., Zhao L. R., Patnaik P. C., ZengX. T. Wear resistant TiMoN coatings deposited by magnetron sputtering // Wear. 2006. Vol. 261. Iss. 2. P. 119-125. https://doi.org/10.1016/j.wear.2005.07.008

19. Suszko T., Gulbinski W., Jagielski J. The role of surface oxidation in friction processes on molybdenum nitride thin films // Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 194. Iss. 2-3. P. 319-324. https://doi.org/10.1016/ j.surfcoat.2004.07.119

20. Levenson M. D., Viswanathan N. S., Simpson R. A. Improving resolution in photolithography with a phase-shifting mask // IEEE Transactions on Electron Devices. 1982. Vol. 29. No. 12. P. 1828-1836. https://doi.org/10.1109/T-ED.1982.21037

21. Evaluation of molybdenum silicide for use as a 193-nm phase-shifting absorber in photomask manufacturing / M. S. Hibbs, M. Ushida, K. Babich et al. // Proc. SPIE. 20th Annual BACUS Symposium on Photomask Technology. 2001. Vol. 4186. P. 444-451. https://doi.org/10.1117/12.410721

22. Ushida M., Kobayashi H. HOYA deep-UV EAPSM blanks development status // Proc. SPIE. 15th European Conference on Mask Technology for Integrated Circuits and Microcomponents'98. 1999. Vol. 3665. Art. ID: 346216. https://doi.org/10.1117/12.346216

23. Сейдман Л. А. Реактивное нанесение в вакууме слоев нитрида титана и применение их в системе контактной металлизации полупроводниковых приборов (по данным отечественной и зарубежной печати за 1975-1987 гг.). М.: ЦНИИ «Электроника», 1988. 60 с.

24. Сейдман Л. А. Получение пленок нитрида титана реактивным магнетронным распылением // Электрон. техника. Сер. 2: Полупроводниковые приборы. 1985. Вып. 2 (175). С. 69-75.

25. Preparation and characterization of CrN thin film by DC reactive magnetron sputtering / W. Siriprom, C. Chananonnawathorn, S. Kongsriprapan et al. // Materials Today: Proceedings. 2018. Vol. 5. Iss. 7. P. 15224-15227. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.04.087

26. Anitha V. P., Major S., Chandrasekharam D., Bhatnagar M. Deposition of molybdenum nitride thin films by r.f. reactive magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol. 1996. Vol. 79. Iss. 1-3. P. 50-54. https://doi.org/10.1016/0257-8972(95)02425-5

27. Reactive sputter deposition and properties of TaxN thin films / T. Riekkinen, J. Molarius, T. Laurila et al. // Microelectronic Engineering. 2002. Vol. 64. Iss. 1-4. P. 289-297. https://doi.org/10.1016/S0167-9317(02)00801-8

28. Martin N., Rousselot C. Modelling of reactive sputtering processes involving two separated metallic targets // Surf. Coat. Technol. 1999. Vol. 114. Iss. 2-3. P. 235-249. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00051-1

29. Berg S., Blom H.-O., Larsson T., Nender C. Modeling of reactive sputtering of compound materials // J. Vac. Sci. Technol. A. 1987. Vol. 5. Iss. 2. P. 202-207. https://doi.org/10.1116/L574104

Статья поступила в редакцию 13.09.2023 г.; одобрена после рецензирования 25.09.2023 г.;

принята к публикации 24.10.2023 г.

Информация об авторах

Громов Дмитрий Геннадьевич - доктор технических наук, профессор Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), старший научный сотрудник Первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова Минздрава России (Россия, 119435, г. Москва, ул. Большая Пироговская, 2, стр. 4), [email protected]

Гаврилов Сергей Александрович - доктор технических наук, профессор, проректор по научной работе, директор Института перспективных материалов и технологий, директор Центра компетенций национальной технологической инициативы «Сенсорика» Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Лебедев Егор Александрович - кандидат технических наук, доцент Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Силибин Максим Викторович - кандидат технических наук, доцент Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Дубков Сергей Владимирович - кандидат технических наук, доцент Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), sv.dubkov@gmail. com

Аникин Андрей Владимирович - кандидат технических наук, директор Научно-технологического центра фотошаблонов Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Погалов Анатолий Иванович - доктор технических наук, профессор Института нано- и микросистемной техники Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Дронова Дарья Алексеевна - ассистент Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Бутманов Данил Денисович - инженер Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Ширяев Максим Евгеньевич - студент Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Громов Владислав Дмитриевич - лаборант Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Рязанов Роман Михайлович - младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории перспективных процессов НПК «Технологический центр» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1, стр. 7), инженер Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Шарипов Рустем Асгатович - инженер Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

Беспалов Владимир Александрович - член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор, ректор Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]

References

1. Sproul W. D., Graham M. E., Wong M.-S., Rudnik P. J. Reactive d.c. magnetron sputtering of the oxides of Ti, Zr, and Hf. Surf. Coat. Technol., 1997, vol. 89, iss. 1-2, pp. 10-15. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(96)02913-1

2. Ellmer K., Welzel T. Reactive magnetron sputtering of transparent conductive oxide thin films: Role of energetic particle (ion) bombardment. Journal of Materials Research, 2012, vol. 27, iss. 5, pp. 765-779. https://doi.org/10.1557/jmr.2011.428

3. Iqbal A., Mohd-Yasin F. Reactive sputtering of aluminum nitride (002) thin films for piezoelectric applications: A review. Sensors, 2018, vol. 18, iss. 6, art. no. 1797. https://doi.org/10.3390/s18061797

4. Aissani L., Alhussein A., Zia A. W., Mamba G., Rtimi S. Magnetron sputtering of transition metal nitride thin films for environmental remediation. Coatings, 2022, vol. 12, iss. 11, art. no. 1746. https://doi.org/ 10.33 90/coatings 12111746

5. Abdelhameed A. H., Jacob W. Deposition of thermally stable tungsten nitride thin films by reactive magnetron sputtering. Surf. Coat. Technol., 2019, vol. 375, pp. 701-707. https://doi.org/10.1016/ j.surfcoat.2019.07.046

6. Boytsova E. L., Leonova L. A. Investigating thin Ti-O-N films deposited via reactive magnetron sputtering. Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 2018, vol. 82, iss 9, pp. 1143-1147. https://doi.org/10.3103/ S1062873818090058

7. Bartzsch H., Lange S., Frach P., Goedicke K. Graded refractive index layer systems for antireflective coatings and rugate filters deposited by reactive pulse magnetron sputtering. Surf. Coat. Technol., 2004, vol. 180-181, pp. 616-620. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2003.10.105

8. Aissani L., Alhussein A., Belgroune A., Nouveau C., Zgheib E., Barille R., Montagne A. Effect of carbon content on structural, mechanical and tribological properties of Cr-V-C-N coatings. Thin Solid Films, 2021, vol. 732, art. no. 138782. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2021.138782

9. Rtimi S., Baghriche O., Pulgarin C., Sanjines R., Kiwi J. Design, testing and characterization of innovative TiN-TiO2 surfaces inactivating bacteria under low intensity visible light. RSC Adv., 2012, vol. 2, iss. 23, pp. 8591-8595. https://doi.org/10.1039/C2RA20559A

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Baroch P., Musil J., Vlcek J., Nam K. H., Han J. G. Reactive magnetron sputtering of TiOx films. Surf. Coat. Technol., 2005, vol. 193, iss. 1-3, pp. 107-111. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2004.07.060

11. Jiang N., Georgiev D. G., Jayatissa A. H. The effects of the pressure and the oxygen content of the sputtering gas on the structure and the properties of zinc oxy-nitride thin films deposited by reactive sputtering of zinc. Semicond. Sci. Technol., 2013, vol. 28, no. 2, art. no. 025009. https://doi.org/10.1088/0268-1242/28/2/025009

12. Tsai D.-C., Chang Z.-C., Kuo B.-H., Chen B.-C., Chen E.-C., Shieu F.-S. Wide variation in the structure and physical properties of reactively sputtered (TiZrHf)N coatings under different working pressures. Journal of Alloys and Compounds, 2018, vol. 750, pp. 350-359. https://doi.org/10.1016/jjallcom.2018.04.011

13. Andrulevicius M., Artiukh E., Suchaneck G., Wang S., Sobolev N. A., Gerlach G., Tamuleviciene A., Abakeviciene B., Tamulevicius S. Multitarget reactive magnetron sputtering towards the production of strontium molybdate thin films. Materials, 2023, vol. 16, iss. 6, art. no. 2175. https://doi.org/10.3390/ma16062175

14. Pilko V. V., Komarov F. F. Structure and tribomechanical properties of TiZrSiN nanostructured thin films deposited by reactive magnetron sputtering. Journal of Advanced Materials and Technologies, 2018, no. 1, pp. 14-21. EDN: LYBSMX.

15. Lim K. S., Kim Y. S., Hong S. H., Song G., Kim K. B. Influence of N2 gas flow ratio and working pressure on amorphous Mo-Si-N coating during magnetron sputtering. Coatings, 2020, vol. 10, iss. 1, art. no. 34. https://doi.org/10.3390/coatings10010034

16. Liu Y.-C., Liang B.-H., Huang C.-R., Wu F.-B. Microstructure evolution and mechanical behavior of Mo-Si-N films. Coatings, 2020, vol. 10, iss. 10, art. no. 987. https://doi.org/10.3390/coatings10100987

17. Heo S. J., Kim K. H., Kang M. C., Suh J. H., Park C.-G. Syntheses and mechanical properties of Mo-Si-N coatings by a hybrid coating system. Surf. Coat. Technol., 2006, vol. 201, iss. 7, pp. 4180-4184. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.08.048

18. Yang Q., Zhao L. R., Patnaik P. C., Zeng X. T. Wear resistant TiMoN coatings deposited by magnetron sputtering. Wear, 2006, vol. 261, iss. 2, pp. 119-125. https://doi.org/10.1016/j.wear.2005.07.008

19. Suszko T., Gulbinski W., Jagielski J. The role of surface oxidation in friction processes on molybdenum nitride thin films. Surf. Coat. Technol., 2005, vol. 194, iss. 2-3, pp. 319-324. https://doi.org/10.1016/ j.surfcoat.2004.07.119

20. Levenson M. D., Viswanathan N. S., Simpson R. A. Improving resolution in photolithography with a phase-shifting mask. IEEE Transactions on Electron Devices, 1982, vol. 29, no. 12, pp. 1828-1836. https://doi.org/10.1109/T-ED.1982.21037

21. Hibbs M. S., Ushida M., Babich K., Mitsui H., Bourov A. Evaluation of molybdenum silicide for use as a 193-nm phase-shifting absorber in photomask manufacturing. Proc. SPIE. 20th AnnualBACUSSymposium on Photomask Technology, 2001, vol. 4186, pp. 444-451. https://doi.org/10.1117/12.410721

22. Ushida M., Kobayashi H. HOYA deep-UV EAPSM blanks development status. Proc. SPIE. 15th European Conference on Mask Technology for Integrated Circuits and Microcomponents'98, 1999, vol. 3665, art. ID: 346216. https://doi.org/10.1117/12.346216

23. Seydman L. A. Reactive vacuum deposition of titanium nitride coatings and their application in contact plating system of semiconductor devices (according to Russian and foreign press in the years 1975 to 1987). Moscow, TsNII "Elektronika", 1988. 60 p. (In Russian).

24. Seydman L. A. Titanium nitride films obtained by reactive magnetron sputtering. Elektron. tekhnika. Ser. 2: Poluprovodnikovyepribory, 1985, iss. 2 (175), pp. 69-75. (In Russian).

25. Siriprom W., Chananonnawathorn C., Kongsriprapan S., Teanchai K., Herman, Horprathum M. Preparation and characterization of CrN thin film by DC reactive magnetron sputtering. Materials Today: Proceedings, 2018, vol. 5, iss. 7, pp. 15224-15227. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.04.087

26. Anitha V. P., Major S., Chandrasekharam D., Bhatnagar M. Deposition of molybdenum nitride thin films by r.f. reactive magnetron sputtering. Surf. Coat. Technol., 1996, vol. 79, iss. 1-3, pp. 50-54. https://doi.org/10.1016/0257-8972(95)02425-5

27. Riekkinen T., Molarius J., Laurila T., Nurmela A., Suni I., Kivilahti J. K. Reactive sputter deposition and properties of TaxN thin films. Microelectronic Engineering, 2002, vol. 64, iss. 1-4, pp. 289-297. https://doi.org/10.1016/S0167-9317(02)00801-8

28. Martin N., Rousselot C. Modelling of reactive sputtering processes involving two separated metallic targets. Surf. Coat. Technol., 1999, vol. 114, iss. 2-3, pp. 235-249. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00051-1

29. Berg S., Blom H.-O., Larsson T., Nender C. Modeling of reactive sputtering of compound materials. J. Vac. Sci. Technol. A, 1987, vol. 5, iss. 2, pp. 202-207. https://doi.org/10.1116/1.574104

The article was submitted 13.09.2023; approved after reviewing 25.09.2023;

accepted for publication 24.10.2023.

Information about the authors

Dmitry G. Gromov - Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), Senior Scientific Researcher, I. M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Russia, 119435, Moscow, Bolshaya Pirogovskaya st., 2, bld. 4), [email protected]

Sergey A. Gavrilov - Dr. Sci. (Eng.), Prof., Director of the Institute of Advanced Materials and Technologies, Director of the Competence Center of the National Technological Initiative "Sensorics", Vice-Rector for Research, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Egor A. Lebedev - Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof. of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Maxim V. Silibin - Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof. of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Sergey V. Dubkov - Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof. of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Andrey V. Anikin - Cand. Sci. (Eng.), Director of the Scientific and Technological Center for Photo Masks, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Anatoly I. Pogalov - Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Institute of Nano- and Microsystem Engineering, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Daria A. Dronova - Assistant of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Danil D. Butmanov - Engineer of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Maxim E. Shiryaev - Student, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Vladislav D. Gromov - Laboratory Assistant of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Roman M. Ryazanov - Junior Scientific Researcher of the Research Laboratory of Advanced Processes, SMC "Technological Centre" (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1, bld. 7), Engineer of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Rustem A. Sharipov - Engineer of the Institute of Advanced Materials and Technologies, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

Vladimir A. Bespalov - Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Rector, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]

/-N

Вниманию читателей журнала

«Известия высших учебных заведений. Электроника»

Подписку на печатную версию журнала можно оформил»:

• по каталогу «Периодические издания. Газеты и журналы» ООО «Урал-Пресс Округ». Подписной индекс 47570

• по объединенному каталогу «Пресса России» ООО «Агентство «Книга-Сервис». Подписной индекс 38934

• через Агентство «ПРЕССИНФОРМ»: http://presskiosk.ru/categories

• через редакцию - с любого номера и до конца года

\___/

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.