Формирование и исследование характеристик терморезистивных структур на основе пленок оксида ванадия

Abstract

Исследованы процессы реактивного магнетронного распыления V мишени в среде Ar/O2 газов. Установлено, что при использовании для распыления импульсного тока и давлении в камере менее 0,06 Па интенсивности линий излучения ванадия 437,922 нм, аргона 750,386 нм и кислорода 777,417 нм при изменении концентрации кислорода в Ar/O2 смеси газов (ГO2 ) не имеют гистерезиса и однозначно зависят от параметров процесса распыления, что позволяет стабилизировать процесс без использования систем обратной связи. При контроле процесса распыления методом оптической эмиссионной спектроскопии и нанесении пленок на вращающуюся подложку диаметром 100 мм получены пленки оксида ванадия (VOx ) с неравномерностью толщины менее ±2,4 % и неравномерностью поверхностного сопротивления менее ±2,5 %. Исследования методом длинной линии влияния параметров процесса реактивного распыления и последующего отжига при давлении O2 0,04 Па на характеристики терморезистивных структур на основе пленок VO x показали, что при нанесении контактов без ионной очистки вольт-амперные характеристики (ВАХ) и зависимости сопротивления от длины резисторов R(L) нелинейны, что свидетельствует о наличии в контактах потенциального барьера. Предварительная ионная очистка позволяет значительно улучшить линейность ВАХ. Наиболее линейные ВАХ получены для Ti контактов. Однако удельное контактное сопротивление контакта VO x /Ti увеличивается при увеличении степени окисления пленок VO x и достигает ρ c = 0,1 Ом•м 2 при удельном сопротивлении ксида ванадия ρ = 0,1 Ом•м. Анализ зависимостей температурного коэффициента сопротивления (ТКС) и ρ пленок VO x от температуры отжига показал, что при отжиге ρ и КС незначительно снижаются, т. е. происходит частичное восстановление пленок. Однако, в отличие от отжига при атмосферном давлении, отсутствуют области температур, при которых происходит резкое снижение удельного сопротивления и ТКС.