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Physicochemical, structural, and mechanical properties of Si3N4 films annealed in O2

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Physicochemical, structural, and mechanical properties of Si3N4 films annealed in O2

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Título Physicochemical, structural, and mechanical properties of Si3N4 films annealed in O2
Autor Aguzzoli, Cesar
Marin, Cristiane
Figueroa, Carlos Alejandro
Soares, Gabriel Vieira
Baumvol, Israel Jacob Rabin
Abstract The physicochemical, structural, and mechanical properties of silicon nitride films deposited by radio frequency reactive magnetron sputtering were investigated before and after thermal annealing in 18O2. As-deposited films were essentially amorphous, stoichiometric, and free from contaminants for a wide range of deposition parameters, with hardness figures ranging from 16.5–22 GPa, depending mainly on the deposition temperature. After 18O2 annealing at 1000 °C, films hardness converged to 21 GPa, independently of the deposition temperature, which is explained based on the crystallization of the films at this annealing temperature. Moreover, oxygen is incorporated only in 7.5 nm of the Si3N4, forming silicon oxynitride at the top surface of the film, indicating a good oxidation resistance at high temperature. Finally, the elastic strain to failure (H³ /E²) , which mimics the wear resistance of the film, doubles after the 1000 °C annealing. These observations show the great potential of silicon nitride as a hard coating for high temperature applications.
Contido em Journal of applied physics. Vol. 107, no. 7 (Apr. 2010), 073521, 9 p.
Assunto Compostos de silício
Cristalização
Deformação plástica
Deposição por sputtering
Dureza
Estequiometria
Filmes finos isolantes
Resistência à corrosão
Origem Estrangeiro
Tipo Artigo de periódico
URI http://hdl.handle.net/10183/96276
Arquivos Descrição Formato
000749567.pdf (854.6Kb) Texto completo (inglês) Adobe PDF Visualizar/abrir

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