Влияние подслоя углерода и титана на свойства структуры AlN/Si и её сорбцию водорода

Abstract

Объектом исследования являлись тонкоплёночные системы нитрида алюминия (AlN) на кремнии КЭФ (100), используемые для создания водородных датчиков. До магнетронного напыления AlN кремний был имплантирован углеродом и титаном (AlN/Si, AlN/C/Si, AlN/Ti/Si). Исследовались химический состав, вольтамперные характеристики поверхности и оптическая микроскопия поверхности. На заключительно этапе полученные системы были насыщены водородом методом Сиверста. После насыщения водородом измерены и проанализированы концентрации водорода и спектры термогазовыделения водорода. Из полученных результатов сделано заключение: создание подслоя углерода при производстве датчиков водорода на основе пленки AlN приведёт к значительному увеличению времени эксплуатации этих датчиков без ухудшения их характеристик.

The object of study were thin-film systems aluminum nitride (AlN) on silicon Si(100), which are used to make hydrogen sensors. Before magnetron deposition AlN, carbon and titanium were implanted onto silicon (AlN/Si, AlN/C/Si, AlN/Ti/Si). The chemical composition, current-voltage characteristics and optical microscopy of surface were investigated. Subsequently samples were permeated with hydrogen using Seavert method. After hydrogenation, the concentrations of hydrogen were measured and thermo-gassing spectra of hydrogen were analyzed. According to results the following conclusion can be drawn: addition of a carbon sublayer at manufacture of hydrogen sensors with AlN layer will lead to a significant increase in operating time of these sensors without degradation of their characteristics.