بررسی اثر دمای زیر لایه بر روی ساختار لایه نازک نیترید تانتالوم پوشش داده شده به روش اسپاترینگ بر روی فولاد

لایه نازک نیترید تانتالوم (TaN) به علت خواص ویژه و منحصر به فرد دارای کاربردهای بسیار زیادی در صنایع الکترونیک و صنایع نظامی می باشد که به عنوان یک پوشش بسیار جدید مورد توجه قرار گرفته است. یکی از روش های ایجاد لایه های نازک نیترید تانتالوم روش کندوپاش (اسپاترینگ) و رسوب فیزیکی اتم های تانتالوم در محفظه حاوی گاز آرگون و نیتروژن است که به آن کندوپاش فعال (Reactive Sputtering) می گویند. یکی از عوامل موثر بر ساختار، مورفولوژی و خواص پوشش TaN دمای زیرلایه در حین فرِآیند پوششدهی است. در این تحقیق، لایه نازک نیترید تانتالوم به روش ایجاد پلاسما با جریان مستقیم بر روی فولاد 4340 لایه نشانی شده است و اثر دمای زیر لایه هنگام رشد لایه نازک بر روی ساختار لایه نیترید تانتالوم مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور لایه نازک نیترید تانتالوم بر روی زیرلایه صفحه ای فولادی با دماهای 25 و 150 و 200 و 250 درجه با فشار جزئی ثابت نیتروژن 15 درصد همراه گاز آرگون به روش کندوپاش فعال پوشش داده شد. از آزمایشات طرح پراش اشعه (XRD) X، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای شناسایی و بررسی خواص پوشش استفاده گردید. نتایج آزمایش XRD نشان داد که فاز TaN با ساختار هگزاگونال تشکیل گردید و با افزایش دما، مقدار آن افزایش یافت. از طرف دیگر با افزایش دما، اندازه دانه های پوشش افزایش می یابد. تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی نیز نشان دهنده تغییر مرفولوژی و ارتفاع و مقدار بر آمدگی های سطح لایه نازک TaN با افزایش دما می باشد.

Keywords:

نیترید تانتالوم , اسپاترینگ , کندوپاش فعال , مورفولوژی سطح , AFM