ผลของกระแสสปัตเตอริงต่อโครงสร้างของฟิล์มบางไทเทเนียมไนไตรด์ ที่เคลือบด้วยวิธีรีแอคตีฟดีซีแมกนีตรอนสปัตเตอริง

Abstract

ฟิล์มบางไทเทเนียมไนไตรด์ (TiN) โครงสร้างระดับนาโนเคลือบลงบนแผ่นซิลิคอนและกระจกสไลด์ที่เป็นวัสดุรองรับด้วยเทคนิครีแอคตีฟดีซีแมกนีตรอนสปัตเตอริง เพื่อศึกษาผลของกระแสสปัตเตอริง ในช่วง 300 – 700 mA ที่มีต่อโครงสร้างของฟิล์ม โดยฟิล์มบางที่เคลือบถูกนำไปวิเคราะห์ด้วยเทคนิคต่าง ๆ ได้แก่ โครงสร้างผลึกวิเคราะห์ด้วยเทคนิค GI-XRD ความหนา โครงสร้างจุลภาคและลักษณะพื้นผิวศึกษาด้วยเทคนิค FE-SEM องค์ประกอบทางเคมีวิเคราะห์ด้วยเทคนิค EDS สีของฟิล์มวัดด้วยเครื่องยูวีวิสสเปคโตรโฟโตมิเตอร์ ผลการศึกษาพบว่าฟิล์มบางไทเทเนียมไนไตรด์ที่เคลือบได้มีโครงสร้างผลึกเป็นแบบเฟซเซนต์เตอร์คิวบิค (fcc) ที่ระนาบ (111), (200), (220) และ (311) ค่าคงที่แลตทิซมีค่าในช่วง 4.241 - 4.245 Å ทั้งนี้ฟิล์มที่เคลือบได้ทั้งหมดมีโครงสร้างผลึกในระดับนาโนโดยมีขนาดผลึกน้อยกว่า 65 nm ความหนาและขนาดผลึกมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อกระแสสปัตเตอริงเพิ่มขึ้น โดยความหนามีค่าในช่วง 412 nm ถึง 1202 nm และขนาดผลึกมีค่าในช่วง 37.0 nm ถึง 64.3 nm ทั้งนี้ฟิล์มที่เคลือบได้มีไทเทเนียมและไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบในอัตราส่วนต่าง ๆ แปรค่าตามกระแสสปัตเตอริง ผลจากการวิเคราะห์ภาคตัดขวางด้วยเทคนิค FE-SEM แสดงให้เห็นว่าฟิล์มที่เคลือบได้มีโครงสร้างแบบคอมแพคคอลัมนาร์ สีของฟิล์มที่เคลือบได้เมื่อวัดในระบบ CIE L*a*b* แปรค่าตามกระแสสปัตเตอริง โดยสีของฟิล์มที่เคลือบด้วยกระแสสปัตเตอริงสูงในช่วง 500 – 700 mA มีค่าใกล้เคียงกับสีของทองคำ 24K