Deposition and Characterization of TiN Thin Films
Authors
Osman, Abdiasis Maalin ; Wronka, Ewa ; Ago, Adriana
Term
1. semester
Education
Publication year
2025
Pages
55
Abstract
I dette projekt fremstillede vi tynde belægninger af titanium nitrid (TiN) med henblik på at reflektere nærinfrarødt lys, særligt ved bølgelængden 1070 nm. TiN blev afsat på Si(100)-silicium, grafit og kulfibre ved hjælp af reaktiv magnetronsputtering, en vakuum-belagningsteknik. Spektrofotometriske målinger viste, at reflektansen steg med højere aflejringstemperatur. Yderligere forbedringer kom ved at sænke procestrykket, hvilket gav en maksimal reflektans på omkring 84% på Si(100). Atomkraftmikroskopi (AFM) viste større korn og en mere ensartet overflade ved højere aflejringstemperaturer, mens ruhedsmålinger indikerede en generel stigning i overfladeruhed. Energidispersiv spektroskopi (EDS) blev brugt til at estimere filmlagets tykkelse; afsætningshastigheden var højere ved lavere tryk, og det blev antaget, at øget tykkelse ikke påvirkede reflektansen. Når de optimale parametre fra silicium blev brugt på grafit, var reflektansen lavere end på silicium. Vedhæftningstests antydede, at TiN-grafit-grænsefladen var relativt stærkere end selve grafitten. På kulfibre viste optisk mikroskopi, at TiN blev afsat, men vedhæftningstests var ikke konklusive.
This project fabricated thin titanium nitride (TiN) films to reflect near-infrared light, with emphasis on a wavelength of 1070 nm. TiN was deposited on Si(100) silicon, graphite, and carbon fibers using reactive magnetron sputtering, a vacuum coating technique. Spectrophotometer measurements showed that reflectance increased with higher deposition temperature. Further improvements came from lowering the process pressure, yielding a maximum reflectance of about 84% on Si(100). Atomic force microscopy (AFM) revealed larger grains and a more uniform surface at higher deposition temperatures, while roughness measurements indicated an overall increase in surface roughness. Energy-dispersive spectroscopy (EDS) was used to estimate film thickness; the deposition rate was higher at lower pressures, and it was assumed that increased thickness did not affect reflectance. Applying the silicon-optimized parameters to graphite resulted in lower reflectance than on silicon. Adhesion tests suggested that the TiN-graphite interface was relatively stronger than the graphite material itself. On carbon fibers, optical microscopy confirmed TiN deposition, but adhesion tests were inconclusive.
[This summary has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Documents