Analyse morphologique de films CrN. Corrélation entre contrainte résiduelle et résistivité de films de chrome

Abstract

Les films minces de nitrure de chrome ont sensiblement attiré l'attention, ces dernières années. Attrait du à leurs excellentes propriétés physiques, chimiques et mécaniques. Une partie de cette étude a porté sur la caractérisation morphologique de couches minces dures de nitrure de chrome (Cr-N), élaborées par PVD sur substrats de silicium (100) par pulvérisation magnétron. Nous avons considéré l'influence de la température de recuit sur l'adhérence et la stabilité thermique de ces films. Nous avons procédé à des caractérisations en microscopie électronique à balayage (MEB) équipé en microanalyse X (EDX).Des recuits d'une heure, entre 600°C et 1000°C sous azote N2, effectués sur des revêtements CrN,de différentes épaisseurs entre 0.5 et 1µm, ont montré la stabilité thermique de ces revêtements aux basses températures. Les résultats obtenus en MEB et EDX sont comparés aux résultats en DRX. Cette étude porte aussi sur des dépôts de couches de chrome élaborés par pulvérisation RF cathodique (PVD). L'analyse des contraintes résiduelles par le dispositif des anneaux de Newton, pour différentes épaisseurs, montre l'existence d'un pic de contraintes entre 170 et 200 nm. La méthode des quatre pointes a été utilisée pour déterminer la résistivité des couches de chrome. La résistivité décroît fortement pour les petites épaisseurs (< 100nm), pour ensuite se stabiliser à une valeur moyenne de 30µ.Ohm.cm. Une corrélation entre l'évolution des contraintes et de la résistivité nous a permis de faire un essai d'interprétation sur la croissance des films.