Amorphous SICX:H and SICXNY:H films obtained from hexamethyldisilane vapor in inductively coupled RF discharge plasma

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Amorphous films of hydrogenated silicon carbide SiCx:H and carbonitride SiCxNy:H have been synthesized in an RF inductively coupled plasma reactor using hexamethyldisilane vapor and additional argon and/or nitrogen gases. The deposition process was carried out at temperatures of 50–400°C and plasma powers of 100–400 W. The dependences of the growth rate, chemical composition and structure of films, light transmittance, refractive index, and optical band gap on synthesis conditions have been obtained. An in situ study of the gas phase composition was performed using optical emission spectroscopy.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. N. Chagin

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: marina@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

E. N. Ermakova

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: marina@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

V. R. Shayapov

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: marina@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

V. S. Sulyaeva

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: marina@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

E. A. Maksimovskii

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: marina@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

I. V. Yushina

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: marina@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

M. L. Kosinova

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: marina@niic.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

References

  1. Ermakova E., Kosinova M. // J. Organomet. Chem. 2022. V. 958. P. 122183.
  2. Gilman A.B., Zinoviev A.V., Kuznetsov A.A. // High Energy Chemistry. 2022. V. 56. № 6. P. 470.
  3. Fainer N.I., Nemkova A.A. // High Energy Chemistry. 2015. V. 49. № 4. P. 308
  4. Wróbel A.M., Wickramanayaka S., Nakanishi Y., et al. // Diam. Relat. Mater. 1997. V. 6. P. 1081
  5. Wickramanayaka S., Hatanaka Y., Nakanishi Y., Wróbel A.M. // J. Electrochem. Soc. 1994. V. 141. № 10. P. 2910.
  6. Neileth S. Figueroa, J.L. Nachez, F.L. et al. // J. Ceram. Soc. Japan. 2009. V. 117. P. 558.
  7. Cho S.H., Choi D.J. // J. Ceram. Soc. Japan. 2009. V. 117. P. 558.
  8. Jun S. Lee, Su B. et al. // Curr. Appl. Phys. 2015. V. 15. P. 1342.
  9. Choi Y.S, Lee J.S., Jin S.B., Han J.G. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2013. V. 46. P. 315501.
  10. Shim C., Jung D. // Jpn. J. Appl. Phys. 2004. V. 43. P. 940.
  11. Klumpp A., Schaber U., Offereins H.L. et al. // Sens. Actuators A Phys., 1994. V. 41. P. 310.
  12. Ito H., Kumakura M., Suzuki T. et al. // Jpn. J. Appl. Phys. 2016. V. 55. P. 06HC01.
  13. Orlikovskiy A.A., Rudenko K.V., Averkin S.N. // High Energy Chemistry. 2006. V. 40. № 3. P. 220.
  14. Pearse R.W.B., Gaydon A.G. The Identification of Molecular Spectra. Hoboken, NY, USA: J. Wiley& Sons, 1963.
  15. Dieke G.H. The Hydrogen Molecule Wavelength Tables of Gerhard Heinrich Dieke. Ed. Crosswhite H.M., New York, NY, USA: Wiley-InterScience. 1972.
  16. NIST Atomic Spectra Database; NIST Standard Reference. Database 78, Version 5.9. Available online: https://physics.nist.gov/asd
  17. Rumyantsev Yu.M., Chagin M.N., Shayapov V.R. et al. // Glass Phys. Chem. 2018. V. 44. №. 3. P. 174.
  18. Chagin M.N., Sulyaeva V.S., Shayapov V.R. et al. // Coatings. 2022. V. 12. P. 80
  19. Tolstoy V.P., Chernyshova I.V., Skryshevsky V.A. Handbook of Infrared Spectroscopy of Ultrathin Films. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc.: 2003. 739 p.
  20. Bellamy L.J. The Infrared Spectra of Complex Molecules. London, United Kingdom: Springer, 1975. 433 p.
  21. Launer P.J.; Arkles B. Infrared analysis of organosilicon compounds: Spectra-structure correlations. In Silicon Compounds: Silanes & Silicones. Morrisville, PA, USA: Gelest, Inc. 2013.
  22. Stuart B.H. Infrared spectroscopy: fundamentals and applications. John Wiley & Sons Ltd, 2004. 224 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Emission spectra of ICP plasma (P = 400 W) of GDS+Ar(a) and GMS+Ar+N2 mixtures at F(N2)/[F(N2)+F(Ar)] = 0.5 (b).

Download (147KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependences of the emission intensity of the CN band (a) and the Hß line (b) on the RF discharge power for mixtures of GMDS + Ar (squares), GMDS + Ar + N2 (circles), GMDS + N2 (triangles).

Download (98KB)
Indexing metadata
4. 3. Dependences of the emission intensity of the Si line (a) and the C2 band (b) on the RF discharge power for mixtures of GDS + Ar (squares), GMS + Ar + N2 (circles), GMDS + N2 (triangles).

Download (92KB)
Indexing metadata
5. 4. The dependence of the elemental composition of films on (a) the deposition temperature, (b) the plasma power, and (c) the nitrogen content in the initial gas mixture GMDS + Ar + N2.

Download (195KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Evolution of IR spectra of Siox films:H when (a) the synthesis temperature and (b) the plasma power change.

Download (217KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».