Resumen de Impact of substrates on the electrical properties of thin chromium films

Shiva.L. Udachan, Narasimha H. Ayachit, Lingappa A. Udachan

• español

  Objetivo: Estudiamos el impacto de los sustratos sobre las propiedades eléctricas de las películas delgadas de cromo. Los sustratos pueden servir para muchos propósitos, tales como definir la orientación, conducir corriente eléctrica en dispositivos verticales, actuar como entrada en los transistores, etc. El rango de grosor de las películas de cromo depositadas en ambos sustratos fue (3,5-70) nm. Métodos y materiales: Usamos las teorías de Fuchs-Sondheimer (F-S) y de Mayadas-Shatzkes (M-S) para analizar datos de resistividad eléctrica para películas de cromo (Cr) depositadas en ambos sustratos simultáneamente mediante evaporación térmica en el vacío, bajo condiciones de deposición idénticas. Resultados y discusión: Se encontró que la resistividad de la película infinitamente gruesa (ρ0), la ruta libre media de electrones de conducción (l), el parámetro de especularidad (p), el poder de dispersión del borde grano (α') y el coeficiente de reflexión del borde de grano (R') dependen de la naturaleza del sustrato y la fuerza de enlace entre ellos y los átomos de cromo evaporados. El crecimiento y la microestructura de las películas de cromo fueron examinados usando microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Conclusiones: Nuestros datos experimentales se corresponden con exactitud con la teoría M-S en todo el rango de grosor que creció en las películas de cromo depositadas en ambos sustratos. El examen de la estructura de las películas mediante SEM indicó que las películas constan de granos de cromo relativamente puro de diferentes tamaños y que depende de las condiciones y parámetros de deposición, que son factores importantes que determinan las propiedades estructurales de las películas

• English

  Objective: We studied the impact of substrates on theelectrical properties of thin chromium films. Substrates may serve many purposes, such as to define orientation, to conduct electrical current in vertical devices, as a gate in transistors, etc. The thickness range of the chromium films grown on both substrates was 3.5-70 nm. Methods and materials: We used Fuchs-Sondheimer(F-S) and Mayadas-Shatzkes(M-S) theories to analyze electrical resistivity data for chromium(Cr) films grown on both substrates simultaneously by thermalevaporation in vacuum, under identical deposition conditions. Results and discussion: The infinitely thick film resistivity (ρ0), conduction electron mean free path(l), specularity parameter(p), scattering power of the grain boundary(α') and grain boundary reflectioncoefficient(R') were found to depend upon the nature of the substrate and the binding force between themand evaporated chromium atoms. The growth andmicrostructure of the chromium films were examined using atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy(SEM). Conclusions: Our experimental data exactly fits with the M-S theory in the entire thickness range grown for the chromium films deposited on both the substrates. Examination of film structure by SEM indicated that the films consist of grains of relatively pure chromium of different sizes, anddepends upon deposition conditions and parameters, which are important factors that dictate the structural properties of the films