Estudio de los mecanismos de crecimiento en función de las fases presentes y la evaluación de la microestructura en películas de TaxNy obtenidas por deposición física en fase de vapor asistida por plasma

Abstract

In this dissertation, the study of growth mechanisms in tantalum nitride thin films was realized. Samples were sintered through plasma-enhanced vapor deposition. The survey was based on crystalline phases and microstructure. These features were deduced by employing X-ray diffraction (XRD). This technique allowed us to determine the phases through a conventional identification process consisting in deconvolution of diffraction peaks. For calculating the average crystalline domain and micro deformation percent, a microstructural analysis was carried out by using Williamson-Hall method. Texture coefficient related to Harris method was the parameter for determining information about crystallographic preferential planes. Based on the cell parameter, we made a study about the macroscopic tension state that appeared in the thin films, due to synthesis process and atomic behavior close to substrate-film interface. All the parameters were related with layer compositions in order to determine which were the main growth mechanisms during the synthesis process. Also, superficial morphology was analyzed and related with structural parameters mentioned before. Finally, obtained samples were evaluated like a function of their behavior into a corrosive environment.

En esta tesis se realizó el estudio de los mecanismos de crecimiento de películas de nitruro de tantalio, mediante deposición en fase de vapor asistida por plasma, con base en el tipo de fases sintetizadas y las características microestructurales. Dichas características fueron obtenidas empleando la técnica de difracción de rayos X, la cual se usó para la determinación de las fases, por medio un proceso de identificación convencional que consiste en la descomposición de los picos de difracción. El análisis microestructural se hizo a partir del método de Williamson y Hall, con el fin de determinar el tamaño de dominio cristalino medio y el porcentaje de microdeformación. El parámetro para determinar la información sobre la orientación preferencial fue el coeficiente de textura relacionado en el método de Harris. Finalmente, con base en el análisis del parámetro de red se realizó un estudio del estado de tensión macroscópica desarrollado en las películas delgadas tanto por el proceso de síntesis como por las características de la interfaz película-sustrato. Dichos parámetros fueron relacionados con la composición de las capas con miras a determinar cuáles son los mecanismos de crecimiento que priman en el proceso de síntesis. Adicional a lo anterior se analizó la morfología superficial de los recubrimientos y se relacionó con los parámetros de estructura ya mencionados. Finalmente, y como estudio adicional, se evaluaron las muestras sintetizadas en función de su comportamiento frente a la corrosión. (Texto tomado de la fuente)