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低抵抗金属窒化物薄膜の透明導電膜への適用

低电阻金属氮化物薄膜在透明导电薄膜中的应用

基本信息

批准号：
09750916
负责人：
川村みどり
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kitami 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-09750916/
关键词：
窒化ジルコニウム薄膜抵抗率透過率窒化チタン

项目摘要

まず、前年度に続いて、スパッタ法によるTiN薄膜作製に関する研究を継続し、Ti、TiNと異なるターゲットを用いて堆積させた場合の反応機構の違いや、作製における長・短所を明らかにした。次に反応性スパッタリング法により、高品質ZrN薄膜を作製を試みた。スパッタ時の諸パラメーターを最適化した結果、高周波電力50W,基板温度450℃、窒素流量比15%、スパッタガス圧8mTorrの条件下にて、47.8μΩcmの最低抵抗率を示す薄膜が得られることが判明した。しかし、TiNの場合とは異なり、バルク値相当の値の膜は得られなかった。この条件下で極薄い(膜厚5nmまで)ZrN薄膜の作製及び評価を行った結果、X線光電子分光分析からは、最も薄い50nmの薄膜についても、極表面の酸化物層のArエッチングによる除去後は、ZrNの結合状態にあることを確認できた。また、可視光透過スペクトルを調べたところ、膜厚と最大透過率(Tmax)の関係は昨年度調査したTiNと同程度である事が判明した。ただ、膜厚の減少に伴う抵抗率の増加は、TiNよりも多少大きいと認められた。しかし、50nmの膜のシート抵抗が1kΩ/□以下で、抵抗温度係数TCRも200ppm/℃と正の値を示し薄膜の連続性が確認されたことから、従来の金の蒸着膜の物性よりも優良であり、また窒化物の高硬度、化学的高安定性などの長所を考慮すると極めて薄い金属薄膜よりも優れていると言える。従って、透明導電膜への適用が可能性であると考えられる。更に、研究結果から、スパッタリング諸条件の最適化に留意することにより、極めて薄い膜厚での連続性が確認された。しかし、不適当な条件下では連続・不連続の臨界膜厚は増大すると予想でき、今後は、スパッタ諸条件が初期形成過程(即ち極めて薄い膜)に与える影響についても検討し、スパッタ諸条件と物性及び初期形成過程との関係を明らかにする予定である。

In the past year, the research on TiN film production was carried out in different ways, such as: Ti, TiN, etc. The second phase of the reaction is the preparation of high quality ZrN films. The results show that the minimum resistivity of the film is 47.8μΩcm under the conditions of high frequency power 50W, substrate temperature 450℃, flow rate ratio 15%, temperature 8mTorr. In the case of TiN, the film is different from the film. Under these conditions, the preparation and evaluation of extremely thin ZrN films (film thickness 5nm) were carried out. The results of X-ray photoelectron spectroscopy analysis showed that the thinnest 50nm film was formed. After the removal of Ar from the acid layer on the electrode surface, the bonding state of ZrN was confirmed. The relationship between visible light transmittance, film thickness and maximum transmittance (Tmax) was found in the annual survey. The decrease of film thickness is accompanied by the increase of resistance rate, and the increase of TiN film thickness is accompanied by the increase of resistance rate. The film resistance of 50nm is less than 1kΩ/℃, the temperature coefficient of resistance TCR is 200ppm/℃, and the positive value indicates that the film continuity is confirmed. The possibility of applying transparent conductive film is discussed. Furthermore, the results of the study confirm the continuity of the film thickness and the optimization of the conditions. The critical film thickness of continuous film will increase under inappropriate conditions, and the relationship between the initial formation process (i.e., thin film) and the conditions of continuous film will be discussed.