Научная статья на тему 'Морфология поверхности тонких пленок поли(циан-n-ксилилена)'

Морфология поверхности тонких пленок поли(циан-n-ксилилена) Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
324
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Бузин А. И., Бартоломе Д. С., Маилян К. А., Пебалк А. В., Чвалун С. Н.

Методом сканирующей силовой микроскопии исследована морфология поверхности пленок по-ли(циан-n-ксилилена) различной толщины (25-1500 нм и более 5 мкм ), синтезированных методом газофазной полимеризации на поверхности подложки в интервале -22...+35°С. Топография поверхности количественно охарактеризована путем анализа корреляционной функции по высоте. Показано, что поверхность всех пленок имеет схожую гранулярную морфологию с поперечным размером гранул 50-500 нм. Морфология поверхности меняется с температурой полимеризации (температурой подложки) и толщиной пленки. Рассмотрено влияние отжига пленки на морфологию ее поверхности. Установлено, что отжиг при 200°С вызывает изменение морфологии поверхности пленок.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Бузин А. И., Бартоломе Д. С., Маилян К. А., Пебалк А. В., Чвалун С. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Морфология поверхности тонких пленок поли(циан-n-ксилилена)»

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, Серия А. 2006, том 48. № 9, с. 1640-1646

СТРУКТУРА, СВОЙСТВА

УДК 541.64:539.2

МОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТОНКИХ ПЛЕНОК ПОЛИ(ЦИАН-я-КСИЛИЛЕНА)1

© 2006 г. А. И. Бузин*, Д. С. Бартоломе**, К. А. Маилян**, А. В. Пебалк**, С. Н. Чвалун*

* Институт синтетических полимерных материалов им. Н С. Ениколопова Российской академии наук 117393 Москва, Профсоюзная ул.. 70 ** Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им Л.Я. Карпова" 105064 Москва, ул. Воронцово поле, 10 Поступила в редакцию 30.11.2005 г.

Принята в печать 18.04.2006 г.

Методом сканирующей силовой микроскопии исследована морфология поверхности пленок по-ли(циан-я-ксилилена) различной толщины (25-1500 нм и более 5 мкм ), синтезированных методом газофазной полимеризации на поверхности подложки в интервале -22...+35°С. Топография поверхности количественно охарактеризована путем анализа корреляционной функции по высоте. Показано. что поверхность всех пленок имеет схожую гранулярную морфологию с поперечным размером гранул 50-500 нм. Морфология поверхности меняется с температурой полимеризации (температурой подложки) и толщиной пленки. Рассмотрено влияние отжига пленки на морфологию ее поверхности. Установлено, что отжиг при 200°С вызывает изменение морфологии поверхности пленок.

ВВЕДЕНИЕ

Поли-п-ксилилены (ППК) хорошо известны как влагозащитные диэлектрические покрытия для изделий радио- и микроэлектроники. Особенности их получения из газовой фазы на поверхности подложек в виде тонких функциональных слоев различного химического строения делают эти полимеры интересными объектами для широкого круга других областей науки и техники [1, 2]. В последние годы ведутся интенсивные исследования по возможности применения разнообразных полимеров в качестве межслойного диэлектрика (для замены Si02) в высокоскоростных полупроводниковых приборах [3, 4]. Необходимо отметить, что к свойствам указанных полимеров предъявляется ряд жестких требований в связи с условиями проведения технологических стадий при формировании межслоевых соединений в полупроводниковых приборах [4]. В частности, полимер должен выдерживать температуру 400-

1 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (коды проектов 03-03-32665 и 03-03-32634), а также Фонда содействия отечественной науке.)

E-mail: [email protected] (Бузин Александр Игоревич).

450°С. В качестве перспективных кандидатов рассматривают ППК и его производные [3, 5]. Среди ППК наиболее термостойкий - поли(тет-рафтор-я-ксилилен) (~530°С) [6, 7]. Однако в настоящее время данный полимер является коммерчески малодоступным. Поэтому большой интерес представляют другие термостойкие ППК. Ранее методом газофазной полимеризации на поверхности (ГПП) нами были синтезированы пленки поли(циан-А7-ксилилена) (ППК-С]\), изучены их спектры поглощения и флуоресценции [8], кристаллическая структура [9]. установлено, что ППК-СК - высокотермостойкий полимер.

Важное свойство, определяющее возможность появления новых областей практического применения ППК и его производных. - морфология поверхности полимера и наличие способов ее регулирования. Методом сканирующей силовой микроскопии (ССМ) в работе [10] нами была исследована поверхность тонких пленок ППК и ряда его производных, толщина которых варьировалась от 25 до 100 нм и более (до 5.5 мкм для незамещенного ППК). Полимеризацию проводили при комнатной температуре, в качестве подложек использовали полированные кремниевые

МОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТОНКИХ ПЛЕНОК ПОЛИ(ЦИАН-я-КСИЛИЛЕНА)

1641

пластинки. Было установлено, что морфология поверхности ППК-покрытий определяется химическим строением полимера и зависит от их толщины.

Известно, что скорость формирования пленки ППК, ее кристаллическая и надмолекулярная структура, физико-механнческие и другие свойства зависят от температуры подложки [11, 12]. Влияние температуры подложки (температуры полимеризации) в процессе ГПП на морфологию поверхности поли-я-ксилиленовых пленок мало изучено.

Задача настоящей работы - исследование топографии поверхности пленок ППК-CN в зависимости от температуры полимеризации и их толщины, а также влияния отжига на морфологию поверхности пленок.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Экспериментальная установка для проведения ГПП включала две высокотемпературные зоны (зоны сублимации и пиролиза) и реактор полимеризации (камера осаждения). Подробное описание экспериментальной установки дано в работе [11], синтез дициан-[2,2]парациклофана описан в работе [8]. В процессе ГПП димер сублимируется при повышенной температуре, его пары, попадая в зону пиролиза, распадаются при Т > 650°С с образованием циан-дг-ксилилена - реакционноспо-собного мономера. В реакторе полимеризации циан-гс-ксилилен адсорбируется на подложке и полимеризуется с формированием покрытия. Подложками служили полированные кремниевые пластины. ГПП проводили при различной температуре подложек: -22, -15, 22 и 35°С. Получали покрытия ППК-CN с толщиной 25-150 нм и более 5 мкм. Свободные пленки с толщиной свыше 5 мкм были прозрачными и механически прочными. Пленки, синтезированные при отрицательных температурах подложки, имели бледно-желтый цвет. Пленки отжигали в вакууме -10 3 мм рт. ст. при 200°С в течение 30 мин.

Поверхностную морфологию исследовали методом ССМ на микроскопе "Solver Р47" (NT-MDT, Россия) в полуконтактном режиме с постоянной амплитудой, используя 55 мкм сканер. Сканирование осуществляли на воздухе при комнатной температуре. Применяли кремниевые прямо-

угольные кантилеверы (БШсоп-МОТ, Россия) с резонансной частотой 140-180 кГц. Скорость сканирования составляла 1-2 Гц в зависимости от размера изображения. Полученные ССМ-изобра-жения выравнивали путем вычитания плоскости первого порядка. Иной математической коррекции поверхности не проводили. Была проведена оценка шероховатости поверхности кремниевых пластин до нанесения полимера, которая составила 5 А.

Изображения топографии поверхности анализировали, рассчитывая корреляционную функцию по высоте Н(г) = (И - //0)2 [13]. Согласно гипотезе скейлинга, Н(г) = р2г2а при г < и Н(г) = 2и>2 при г > £ [ 14 ], где р - средний локальный наклон поверхности, - боковая корреляционная длина, XV - среднеквадратичная шероховатость поверхности, а - показатель изрезанности, описывающий фрактальность поверхности. Показатель изрезанности, согласно модели, предложенной в работе [13], несет информацию о механизме роста пленки ППК на поверхности подложки в процессе ГПП: если рост пленки происходит по механизму объемной диффузии то а = 0.5, а в случае реализации механизма поверхностной диффузии а —- 1. Необходимо отметить, что при анализе изображений ССМ необходимо учитывать искажения, связанные с конечным диаметром иглы микроскопа, так называемый "эффект кончика иглы". Тогда при формировании пленки ППК по механизму объемной диффузии получаем завышенные значения а = 0.7.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Поверхность пленок ППК-СЫ различной толщины, полученных при различной температуре подложки, имела схожую гранулярную морфологию с поперечным размером гранул 50-500 нм (рис. 1). По своей топографии она была похожей на поверхность ППК и ряда его производных [10, 13]. Пленки ППК-С1М, синтезированные при комнатной (+22°С) и более высокой (+35°С) температуре подложки, мы будем называть высокотемпературными образцами, а пленки, полученные при отрицательных температурах подложки (-15 и -22°С) - низкотемпературными образцами.

Несмотря на одинаковую в целом морфологию поверхности, некоторые пленки ППК-СИ имели заметные отличительные особенности.

Рис. 1. Топография и профили поверхности пленок ППК-СЫ, полученные методом ССМ. Температура подложки -22 С° (а, в, д) и +35 С° (б, г, е); толщина пленки 1г = 25 нм (а, б) и >5 мкм (в. г, д, е). Размер изображений 5x5 мкм. Профили поверхности проведены вдоль линий на ССМ-изображениях.

4 6

мкм

Так, поверхность высокотемпературных образцов характеризовалась отсутствием четко различимых гранул (рис. 16, 1г). Напротив, пленки низкотемпературных образцов состояли из мелких гранул с четкими границами раздела, сгруппированных в крупные сферические структуры диаметром 1-5 мкм (рис. 1в).

На поверхности образцов ППК-СИ с толщиной 25 нм, полученных при низкой температуре подложки -22°С, наблюдали области диаметром -200-300 нм, выступающие на 30-50 нм над поверхностью, которые, вероятно, являются центрами роста пленки. Возможно такая морфология обусловлена островковым механизмом формирования полимерной пленки при низкой

температуре. В таких условиях поверхностная диффузия реакционноспособных мономеров по поверхности подложки между центрами роста пленки затруднена, что мешает образованию однородной пленки на ранней стадии роста. У низкотемпературных образцов большей толщины (до 150 нм) в ряде случаев наблюдали трещины, которые доходили до поверхности кремниевой подложки.

Другая возможная причина образования такой поверхности - это деветтинг. Известно, что полимерные покрытия могут быть нанесены из растворов методом центрифугирования даже на не-смачиваемые твердые подложки. Однако такие покрытия при малой толщине, как правило, явля-

МОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТОНКИХ ПЛЕНОК ПОЛИ(ЦИАН-я-КСИЛИЛЕНА) Параметры структуры поверхности исследованных образцов

1643

И. нм

а

с,, нм

И-', нм

25 50 100

>5 мкм

Температура подложки -22°С

0.06 0.90 160

0.07 0.80 75

0.05 0.88 70

0.04 0.94 780 Температура подложки +35°С

4.18 1.73 1.47 17.0

25 0.04 0.75 120 0.81

100 0.03 0.83 80 0.86

150 0.13 0.7 45 1.52

>5 мкм 0.06 0.7 120 2.23

ются нестабильными [15, 16]. При отжиге тонких пленок при температурах выше температуры стеклования наблюдается релаксация полимерных цепей с достижением термодинамически устойчивого состояния. В процессе отжига может происходить деветтинг, т.е перераспределение материала пленки на поверхности подложки с целью минимизации поверхностной энергии, сопровождающееся его концентрацией в отдельных местах и приводящее к обнажению участков подложки.

Можно предположить, что структура низкотемпературных ультратонких образцов пленок ППК-СК при их формировании в условиях ГПП является метастабильной, т.е. она как бы "заморожена" и существует исключительно только при низких температурах. По завершении полимеризации температуру подложки повышали (например, от -22°С до комнатной температуры), при которой и выполняли дальнейшее исследование морфологии поверхности сформированной пленки. Таким образом, приготовление низкотемпературного образца пленки ППК-СК для изучения методом ССМ фактически сопровождалось ее отжигом при комнатной температуре и, возможно, одновременно структурной перестройкой.

Как было отмечено выше, для протекания де-веттинга необходимо нагреть полимерную пленку выше температуры стеклования. Температура стеклования ППК-СК в настоящее время точно не определена. В обзоре [2] было высказано предположение, что температура стеклования производных ППК должна быть близка к температуре стеклования незамещенного полимера, относительно которой в литературе имеются противо-

речивые данные. Нам представляется, что наиболее точно температура стеклования была определена в работе [17]; согласно этой работе, она составляет 13°С. Там же из анализа теплоемкости было установлено, что ППК расстекловывается в очень широком интервале температур (~70°С). Таким образом, упомянутый выше отжиг низкотемпературных пленок ППК-СК происходил фактически выше температуры стеклования, когда часть полимера является расстеклованной и возможен деветтинг.

Отметим, что для ультратонких (25 нм) высокотемпературных образцов ППК-СК (рис. 16) топография поверхности, аналогичная топографии низкотемпературных образцов (рис. 1а), ни разу не наблюдалась.

Различия в топографии поверхности низкотемпературных и высокотемпературных пленок ППК-СК и возможность протекания процесса де-веттинга в первых образцах могут быть обусловлены значительной разницей в молекулярных массах образцов. Согласно нашим данным, приведенным в работе [9], молекулярная масса ППК-СК возрастает от -1.5 х 10"1 до -8.5 х 105 при повышении температуры подложки от -35 до 25°С.

Результаты количественного анализа шероховатости поверхности представлены в таблице и на рис. 2. Рост толщины полимерной пленки, сопровождаемый увеличением размера гранул, проявляется в повышении шероховатости поверхности и' и длины боковой корреляции При этом показатель изрезанности поверхности ос изменяется незначительно: для низкотемпературных образцов ППК-СК он равен -0.9 во всем интервале ис-

а

0.8

0.6

о 1

16

12

- 4

-20

20

Гп

Рис. 2. Зависимости среднеквадратичной шероховатости поверхности и> (1) и показателя изре-занности поверхности а (2) от температуры подложки в процессе ГПП для пленок ППК-СЫ с толщиной более 5 мкм.

следованной толщины, а для высокотемпературных образцов лежит в диапазоне 0.7-0.8. Установленная зависимость параметров поверхности (и\ £,) от толщины полимерной пленки согласуется с результатами работ [10, 13]. Однако на начальной стадии формирования пленки ППК-СК (25-150 нм) данная зависимость имеет иной характер, причем значения параметров н' и сильно различаются для низкотемпературных и высокотемпературных образцов (таблица).

Для высокотемпературных образцов на начальной стадии формирования полимерной пленки. когда ее толщина возрастает в 4 раза (от 25 до 100 нм), шероховатость поверхности практически не изменяется. Дальнейший рост толщины пленки на 50 нм приводит к значительному (в -1.8 раза) увеличению шероховатости. При переходе к толстым пленкам (15-20 мкм), толщина которых превышает начальную толщину на -2 порядка, шероховатость возрастает всего лишь в -1.5 раза.

Для низкотемпературного образца толщиной 25 нм шероховатость пленки равна 4.18 нм и - в 5 раз превышает шероховатость высокотемпературного образца такой же толщины (таблица). Рост толщины пленки в 4 раза (до 100 нм) приводит не к увеличению, как в случае высокотемпературного образца, а к уменьшению ее шероховатости до 1.47 нм. Дальнейшее увеличение толщины полимера более чем на 2 порядка приводит к росту ее шероховатости в -11.5 раз.

Длина боковой корреляции для низкотемпературных и высокотемпературных образцов с увеличением толщины изменялась одинаково. На начальной стадии формирования пленки (от 25 до 100 нм) она уменьшалась в -2.3 раза для низкотемпературных образцов и в 1.5 раза для высокотемпературных. Дальнейший рост толщины пленок более чем на 2 порядка сопровождался увеличением длины боковой корреляции, причем для низкотемпературных образцов она возрастала примерно на порядок, тогда как для высокотемпературных образцов всего лишь в -1.5 раза.

Таким образом, наряду с обнаруженной ранее [10, 13] зависимостью параметров, характеризующих морфологию поверхности ППК, от толщины пленки была впервые установлена их зависимость от температуры полимеризации. При этом для низкотемпературных образцов ППК-СИ данная зависимость была выражена наиболее сильно.

Установленные значения параметров поверхности (и\ пленок ППК-СК и их зависимости от температуры полимеризации и толщины пленок, по-видимому, обусловлены целым рядом причин. Так, низкотемпературные образцы ультратонких пленок ППК-СЫ на начальной стадии их формирования, как было отмечено выше, характеризуются высокой дефектностью (сквозные отверстия, трещины), что являлось следствием особенностей роста. Поэтому шероховатость и длина боковой корреляции для таких пленок выше, чем для высокотемпературных образцов. По мере увеличения толщины пленки происходит "залечивание" дефектов поверхности в низкотемпературных образцах. При толщине 100-150 нм значения параметров и' и для низкотемпературных и высокотемпературных образцов "выравниваются" и становятся практически одинаковыми.

Дальнейший рост толщины пленки ППК-СК приводит к получению в случае низких температур материала с существенно более шероховатой поверхностью, чем у высокотемпературных образцов. По-видимому, механизм формирования пленок ППК-СЫ в процессе ГПП зависит от температуры полимеризации. Согласно работе [13], о механизме ГПП можно судить по показателю изрезанности поверхности а. Для низкотемпературных образцов он близок к 0.9. Это указывает на то, что при низких температурах пленки ППК-

МОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТОНКИХ ПЛЕНОК ПОЛИ(ЦИАН-я-КСИЛИЛЕНА)

1645

Рис. 3. Топография поверхности отожженных пленок ППК-СЫ: температура подложки -22 (а), 35 (б) и 22С° (в). И = 50 нм (а, б) и >5 мкм (в). Размер изображений 50 х 50 мкм.

СЫ формируются преимущественно по механизму поверхностной диффузии (рис. 2) [18, 19]. Показатель изрезанности для высокотемпературных образцов лежит в диапазоне 0.7-0.8. Это указывает на то, что они формируются преимущественно по механизму объемной диффузии [20].

Еще одной причиной обнаруженных различий в топологии поверхностей низкотемпературных и высокотемпературных образцов ППК-СЫ. по-видимому, является существенная разница в их ММ, о которой было сказано выше. Можно предположить, что сравнительно короткие и соответственно более подвижные полимерные цепи в большей степени способствуют формированию в процессе ГПП грубой поверхностной морфологии полимерной пленки.

Дополнительным подтверждением того, что при низких температурах подложки формирование пленок ППК-СЫ происходит по механизму поверхностной диффузии, является то, что в матрице свежеосажденных пленок содержатся "замороженные" радикалы. Как отмечено в работе [8], вероятно, именно их присутствие является причиной того, что указанные пленки первоначально окрашены в розовый цвет. При хранении пленок на воздухе при комнатной температуре розовый цвет пропадает и пленки приобретают бледно-желтый оттенок. Возможно, эти радикалы являются концевыми радикалами полимерных цепей, а их взаимодействие с мономером (ци-ан-я-ксилпленом) затруднено из-за необходимости его проникновения (диффузии) с растущей поверхности через полимерную пленку. Такая особенность пленок ППК-СЫ является, на наш взгляд, независимым подтверждением протека-

ния процесса ГПП при низких температурах по механизму поверхностной диффузии. Кстати отметим, что рассмотренный факт в некоторой степени объясняет и низкую ММ низкотемпературных образцов ППК-СЫ.

Термическая обработка играет важную роль в технологии изготовления полупроводниковых приборов. Представляло интерес исследовать, как отжиг влияет на морфологию поверхности пленок ППК-СЫ. На рис. 3 приведены поверхности низкотемпературного (рис. За) и высокотемпературных (рис. 36, Зв) образцов ППК-СЫ после их отжига в течение 30 мин при 200°С в вакууме. Согласно полученным нами данным ДСК и РСА, отжиг пленок ППК-СЫ сопровождается ростом их степени кристалличности. Для низкотемпературных образцов ППК-СЫ, нанесенных на кремниевую подложку, после отжига наблюдалось разглаживание поверхности, гранулы становились менее различимыми, а шероховатость и' уменьшалась в среднем в -1.4 раза. Поверхность низкотемпературных пленок становилась при отжиге более изрезанной: коэффициент а уменьшался до -0.7.

Для высокотемпературных образцов отжиг также сопровождался "размыванием" гранулярной структуры, но при этом шероховатость поверхности, напротив, возрастала в среднем в -2 раза, и в -2-3 раза увеличивается длина боковой корреляции £ при сохранении а. Для пленок толщиной больше 5 мкм отжиг сопровождался образованием дендритных структур (рис. Зв).

Таким образом, проведенное исследование показало, что на морфологию поверхности пленок ППК-СЫ значительное влияние оказывает не только толщина слоя полимера, но и температу-

мяшашжшиширидиидм

ннншнннны Й ' ■ : . :

ра, при которой он формировался, т.е. температура подложки. Это, по-видимому, является следствием влияния температуры подложки на молекулярную массу пленок ППК-CN и механизм их формирования (объемная или поверхностная диффузия). Отжиг при 200°С приводит к изменению морфологии поверхности пленок.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кардаш И.Е., Пебалк А.В.. Праведников А.Н. // Химия и технология высокомолекулярных соединений М.: ВИНИТИ, 1984. Т. 19. С. 66.

2. Beach W.F., Lee С., Basset DR., Austin T.M., Olson R. // Encyclopedia of Polymer Science and Engineering. New York: Wiley, 1989. V. 17. P. 990.

3. Moore J A., Lang C.-I., Lu T.-M., Yang G.-R. // Microelectronics Technology. ACS Symp. Ser. 1995. V. 614. P. 449.

4. Shamiryan I)., Abe И Т., Iacopi /., Ma ex К. I I Materials Today. 2004. V. 7. № 1. P. 34.

5. Dabral S., Zhang XWu X.M., Yang G.-R.. You L., Lang C.I., Hwang К., С nan G., Chiang C., Bakhru H., Olson R., Moore J.A., Lu T.-M., McDonald J.F. //J. Vac. Sci. Technol. B. 1993. V. 11. № 5. P. 1825.

6. Joesten B.L. //J. Appl. Polym. Sci. V. 18. № 2. P. 439.

7. Piano ALA., Kumar D., ClearyJ. // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1997. V. 476. P. 213.

8. Нурмухаметов P.H., Дядюшкина C.H., Николаев A.A., Александрова Jl.H., Громов А.В., Пе-

балк А.В., Кардаш И.Е. // Высокомолек. соед. А. 1993. Т. 35. №4. С. 433.

9. Park S.-Y., Blackwell J., Chvalun S.N., Nikolaev Л.Л., Mailyan К .A., Pebalk A.V., Kar dash I.E. I I Polymer. 2000. V. 41. P. 2937.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Бузин A.M., Бартоломе Д.С., Маилян К.А., Пебалк A.B., Чвалун С.Н. // Высокомолек. соед. А. 2004. Т. 46. № 12. С. 2053.

11. Маилян К.А., Пебалк A.B., Мишина Е.И., Кардаш И.Е. // Высокомолек. соед. А. 1991. Т. 33. № 7. С. 1530.

12. Маилян К.А., Чвалун С.Н., Пебалк A.B., Кардаш И.Е. // Высокомолек. соед. А. 1992. Т. 34. № 9. С. 53.

13. Zhao Y.-P., Fortin JB., Bonvallet G., Wang G.-C., Lu T.-M. Ц Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85. № 15. P. 3229.

14. Meakin P. Fractals, Scaling, and Growth far from Equilibrium. Cambrige: Cambrige Univ. Press, 1998.

15. De Gennes P.-G. I I Rev. Mod. Phys. 1985. V. 57. P. 827.

16. Israelachvili J.N. Intermolecular and Surface Forces. London: Acad. Press, 1985.

17. Kirkpatrik D.E., Wunderlich В. // Makromol. Chem. 1985. В. 186. № 12. S. 2595.

18. Fortin J B., Lu T.-M. // Chem. Mater. 2002. V. 14. № 5. P. 1945.

19. Rogojevic S., Moore J.A., Gill W.N. // J. Vac. Sci. Technol. A. 1999. V. 17. № 1. P. 266.

20. Beach W.F. // Macromolecules. 1978. V. 11. № 1. P. 72.

Surface Morphology of Poly(cyano-/?-xyIylene) Thin Films A. I. Buzin0, D. S. Bartolome6, K. A. Mailyan*, A. V. Pebalk*, and S. N. Chvalun0

a Enikolopov Institute of Synthetic Polymeric Materials. Russian Academy of Sciences, ul. Profsoyuznaya 70, Moscow, 117393 Russia

b Federal State Unitary Enterprise, Karpov Institute of Physical Chemistry, ul. Vorontsovo pole 10, Moscow, 105064 Russia

e-mail: [email protected]

Abstract—The surface morphology of poly(cyano-/?-xylylene) thin films of different thicknesses (25-1500 nm or more than 5 pm) that were synthesized by vapor-deposition polymerization on the substrate surface in the temperature range from -22 to +35°C has been studied by atomic force microscopy. The surface topography is quantified by analyzing the height-height correlation function. The surface of all films is characterized by a similar granular morphology with a transverse size of granules of 50-500 nm. The surface morphology changes with the polymerization temperature (the substrate temperature) and the film thickness. The effect of film annealing on its surface morphology is considered. It has been established that annealing at 200°C leads to a change in the surface morphology of the films.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.