磁場印加反応性スパッタリング法による高品位硬質窒化物薄膜の高速成長

磁场反应溅射法高速生长高质量硬质氮化物薄膜

• 批准号: 09750123
• 负责人: 井上 尚三
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Himeji Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750123/
• 关键词: 窒化チタン; 反応性スパッタリング; プロセス制御; 分光分析; イオン照射

本研究は、反応性スパッタリング法による窒化物薄膜作製プロセスを精密に制御すること、および外部磁場によってグロー放電プラズマを収束し成長中の薄膜へのイオン照射を行うことにより良質な薄膜を成長させることを目指したものである。このうち、プロセス制御システムについては昨年度に完成済みである(日本金属学会誌,第61巻,第10号)。本年度は、まず、確立したプロセス制御法を用いて、種々のAr分圧および窒素分圧下でTiターゲットを直流、高周波スパッタリングすることによってTiN薄膜を作製し、それらの内部応力、抵抗率、結晶構造解析を行った。その結果、どちらの場合も、窒素分圧を10^<-3>Pa台とすると単相のTiN結晶薄膜が成長するが、高周波スパッタリングの方が緻密で低抵抗率を示す良質な薄膜を得やすいことが明らかとなった。この原因としては、高周波スパッタリングの場合には、基板に降り注ぐイオン流束が直流スパッタリングの場合より1桁程度多いことが原因と考えられた。この結果から、外部磁場を用いてスパッタリング時のグロー放電プラズマを収束させて基板へのイオン流束を増やせば、直流スパッタリングにおいても良質なTiN薄膜を成長させることができると考えられた。磁場の印加実験の結果、イオン照射量(電流密度)が抵抗率に及ぼす影響は意外に少なく、照射するイオンのエネルギーを大きくする方が有効であることが明らかとなった。これらの成果は、国際会議(14th International Vacuum Congress,Birmingham,1998)および日本金属学会(1998年秋期大会)において口頭発表した。

In this study, the chemical compound thin film fabrication process is precisely controlled by the external magnetic field, and the chemical compound thin film fabrication process is controlled by the external magnetic field. The Japanese Metal Society Journal, No. 61, No. 10. This year, we have established the internal stress, resistivity and crystal structure analysis of TiN thin films under the conditions of DC and high frequency. As a result, the TiN crystalline film with high frequency and high density has been grown at 10 <-3>Pa. The reason for this is that the frequency of the high frequency wave is different from the frequency of the high frequency wave. As a result, the external magnetic field is used to form a thin film of TiN. The magnetic field effect, the exposure (current density), the resistivity, and the influence of the magnetic field on the resistance are all small and large. The results were presented orally at the 14th International Vacuum Congress,Birmingham,1998 and the Japan Metals Society (Autumn 1998).

项目成果

井上尚三: "プラズマ発光強度信号による高周波反応性スパッタリングプロセスの動的制御" 日本金属学会誌. 61巻10号. 1108-1114 (1997)

Shozo Inoue：“使用等离子体发射强度信号的高频反应溅射过程的动态控制”日本金属研究所杂志，第 61 卷，第 1108-1114 期（1997 年）。

S.Inoue: "Effect of Partial Pressure on the Internal Stress and the Crystallographic Structure of H Reactive Sputtered Ti-N Frlms" Thin Salid Films. (印刷中).

S. Inoue：“分压对 H 反应溅射 Ti-N 薄膜的内应力和晶体结构的影响”薄膜（正在出版）。