论文部分内容阅读
氮化钽薄膜具备很多过渡金属氮化物薄膜不具备的很多优良性能,尤其是TaN薄膜具有高热稳定性、低电阻率、高熔点、界面稳定、高硬度等特点,而被广泛用作微电子领域集成电路中的金属和半导体或者介质之间的防扩散层。高密度集成电路在运行时,需要把产生的热量很快散发掉,以减少热噪声和避免降低CPU运行速度。计算机芯片(IC)及其集成电路散热效果与所用材料和薄膜的热扩散系数直接相关。另外当TaN薄膜用作防扩散层时候,通常要求具有较小的表面粗糙度,这样就可以减小与电路了之间的摩擦损耗。然而在已经开展的实验研究中,对于TaN薄膜表面粗糙度的研究报道很少,对于TaN薄膜热扩散系数的研究几乎没有。因此制备出高质量的TaN薄膜,并且研究其表面粗糙度和热扩散系数具有很重要的现实意义。本文采用射频磁控溅射法,采用直接轰击TaN靶材的方式在Si02基底沉积TaN薄膜。采用控制变量法研究了溅射功率、压强、基底温度等工艺参数对于TaN薄膜沉积速率、结构、表面粗糙度和热扩散系数的影响。研究发现：1：沉积速率随着溅射功率和基底温度的增加而增加,当溅射压强为1.0Pa时沉积速率最大,增大或者减小压强都会降低溅射速率。2：TaN薄膜的结构和表面粗糙度对工艺参数比较敏感。当溅射功率为200W、溅射压强为1.0Pa、衬底温度为300℃时可以获得结构和表面粗糙度都比较理想的TaN薄膜。3：工艺参数主要通过影响TaN薄膜的结构和厚度对热扩散系数产生影响,厚度越大,结晶效果越好的薄膜热扩散系数越大。4：与传统反应溅射相比,使用直接溅射TaN靶材的方法制备的TaN薄膜具有(111)方向的择优生长,这有利于增大薄膜的热扩散系数