Estudio de la influencia de la variación del flujo de acetileno y del voltaje de polarización del sustrato sobre el estrés interno de películas Ti-DLC

Abstract

En esta tesis presentamos los estudios realizados sobre el estrés interno de películas delgadas titanio-carbón tipo diamante (titanium-diamond like carbon), producidas por la técnica magnetron sputtering, sobre sustratos de obleas de silicio en un ambiente controlado de gases de argón y acetileno. El estrés interno fue estudiado en función de la tasa variable del gas acetileno y del voltaje de polarización del sustrato. Para la determinación del estrés de las películas se construyó un sistema óptico capaz de medir la variación de curvatura de obleas de silicio antes y después de la deposición. Para la caracterización de la composición y estructura de las películas se han utilizado las técnicas de Espectroscopía de Electrones Auger y Espectroscopía Raman. Para las medidas de dureza de las películas se utilizó la técnica de Nanoindentación. Los resultados experimentales muestran que el estrés interno de las películas es compresivo en el rango de flujo de acetileno y voltaje de polarización del sustrato estudiado. El estrés compresivo disminuye para un flujo variable del gas acetileno, por otro lado el estrés compresivo aumenta con el voltaje de bias aplicado. Estos resultados son entendidos por los cambios en la composición y estructura química de las películas Ti-DLC.

In this work, we present the studies carried out on the internal stress of titanium-diamond like carbon films, produced by the magnetron sputtering technique, on substrates of silicon wafers in a controlled environment of argon and acetylene gases. The internal stress was studied based on the variable rate of acetylene gas and the bias voltage applied to the substrate. To determine the stress of the films, an optical system was used to measure the curvature variation of silicon wafers before and after the deposition films. The internal stress was studied based on acetylene flow rate and substrate bias voltage. The internal stress was measured by the wafer curvature method. The chemical structure and composition of these films were characterized by Raman spectroscopy and Auger electron spectroscopy. Nanoindentation also was used in order to get hardness measurements. The experimental results show the compressive stress decreases by increasing the acetylene gas flow. On the other hand, the compressive stress increases with the applied bias voltage. These results are understood by changes in the composition and chemical structure of Ti-DLC films.