Rev. Phys. Appl. (Paris) 19, 979-986 (1984)
DOI: 10.1051/rphysap:019840019012097900

Etude XPS de films minces de NbN : décapage, oxydation à l'air, et oxydation thermique entre 20 °C et 200 °C. Comparaison avec les films minces de Nb

A. Ermolieff

C.E.A.-L.E.T.I., BP 85X, 38041 Grenoble Cedex, France

Abstract
RF cleaning of thin films of NbN is studied by X-ray photo-electron spectroscopy (XPS) and compared with Nb cleaning. A comparison between air-oxidized Nb and NbN films shows that the NbN oxidation is less dependent on polluting elements than the Nb one. By thermal oxidation at different pressures and temperatures (≤ 10-2 mbar and ≤ 200 ° C) there is formation of an interface composed essentially of NbOx (x < 2.5) then of Nb2O5, with diffusion of nitrogen through oxides layer. The saturation layer of oxides and the interface are thinner than those of Nb films.

Résumé
Le décapage de films minces de NbN par plasma d'argon Radio Fréquence a été étudié par spectroscopie de photo-électrons X (XPS) et comparé à celui des films de Nb. Une comparaison des oxydations natives de ces films met en évidence le fait que l'oxydation de NbN dépend moins des éléments polluants présents que celle du Nb. Une étude de l'oxydation thermique de films de NbN à différentes pressions et différentes températures (≤ 10-2 mbar et ≤ 200 °C) montre qu'il y a formation d'un interface constitué essentiellement de sous-oxydes de niobium puis de pentoxyde de niobium Nb2O5, l'azote diffusant dans la couche oxyde. L'épaisseur d'oxydes formés, ainsi que l'épaisseur de l'interface métal-pentoxyde restent inférieures à celles obtenues pour les films de Nb.

PACS
7960 - Photoemission and photoelectron spectra condensed matter.
8160 - Corrosion, oxidation, etching, and other surface treatments.

Key words
niobium compounds -- oxidation -- surface treatment -- thin films -- X ray photoelectron spectra -- 20 to 200 degrees C -- XPS -- NbN thin films -- RF cleaning -- native oxidation -- thermal oxidation -- Nb thin films -- X ray photo electron spectroscopy -- air oxidized -- saturation layer