Analiza profilowa układów warstwowych metodą spektrometrii mas wyładowania jarzeniowego

• Autorzy: Konarski P. , Kaczorek K.

Warianty tytułu

EN

Depth profile analysis of layered structures by glow discharge mass spectrometry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki prac badawczych dotyczących zastosowania nowo opracowanego spektrometrycznego analizatora wyładowania jarzeniowego (typ SMWJ-01) do analizy profilowej układów warstwowych. Jako układy testowe badano cienkie warstwy azotków tytanu i chromu nanoszone metodą plazmową na powierzchnię stali. W trakcie analizy powierzchnia badanych próbek ulega trawieniu jonowemu w obszarze wyładowania jarzeniowego. Rozpylone składniki atomowe ulegają jonizacji i są analizowane przez układ kwadrupolowego filtru mas. Rejestrowane prądy jonów odzwierciedlają skład atomowy rozpylanych warstw. Zastosowana metoda umożliwia analizę warstw (szybkość trawienia ok.0,8 žm/min). Czas analizy jest krótki - wynosi ok. 15 min wraz z zamocowaniem badanej próbki w analizatorze. Do wytworzenia wyładowania jarzeniowego stosowano stałe napięcie 1350 V oraz ciśnienie argonu ok. 1 hPa. Analizator GDMS typ SMWJ-01 może być stosowany do charakteryzacji cienkich warstw, a wyniki mogą być zastosowane w technologii nanoszenia warstw oraz kontroli ich jakości.

EN

Results of glow discharge mass spectrometry (GDMS) depth profile analysis are presented. Analysed structures were TiN and CrN materials deposited on st-3 steel using vacuum plasma arc method. During the analysis surface of samples is eroded by argon ions originated from glow discharge. Ion sputtering allows to remove atomic layers of the structures. Sputtered material is ionized in glow discharge and ions are extracted into quadrupole mass analyzer. Registered ion currents reflect the uncovered structure. The method allows for 0,8 mm/min sputtering rate and quick analysis time - 15 min including sample loading and pumping. Glow discharge is obtained using 1500 V DCand 1hPa of working gas argon. Intermediate cathode of 1.5 mm diaphragm is used to mask analysed samples. The method shows that thin layers can be analysed with a good depth resolution. Multilayer system allows to resolve 10 nm thick single layers of TiN and CrN. The simple construction analyser can be used for thin film characterization and technology process monitoring.

Słowa kluczowe

PL

spektrometria mas; wyładowanie jarzeniowe; GDMS; analiza profilowa; cienkie warstwy; twarde pokrycia; TiN; CrN

EN

mass spectrometry; glow discharge; GDMS; depth profile analysis; thin films; hard coatings; TiN; CrN

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 3
• Strony: 73--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., wykr.

Twórcy

autor

Konarski P.

autor

Kaczorek K.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

Bibliografia

• [1] Raith A., Hutton R. C., Huneke J. C.: J. Anal. At. Spectrom. 8(1993)867-873.
• [2] Anischik V. M., Uglov V. V., Zlotski S. V., Konarski P., Cwil M., Ukhov V. A.: Vacuum 78 (2005) 545-550
• [3] Konarski P., Kaczorek K., Cwil M., Marks J.: Vacuum 81 (2007)1323-1327
• [4] Konarski P., Kaczorek K., Cwil M., Marks J.: Praca złożona dodruku, Vacuum, 2008.