薄膜材料における自己拡散および不純物拡散機構の解明

阐明薄膜材料中的自扩散和杂质扩散机制

• 批准号: 03650002
• 负责人: 中嶋 英雄
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650002/
• 关键词: 薄膜; 拡散; 自己拡散; 不純物拡散; 短同路拡散

薄膜の合成過程における組織の形成、変化は構成原子の拡散により律速されている。従って、薄膜における拡散の原子的機構を明かにし、種々の条件下における拡散係数の正確な値を知ることは薄膜の性質を理解するために不可欠である。また、拡散の知識は種々の機能性薄膜を合成する上でも重要であるばかりでなく、高集積回路(VLSI)における多層電極、配線技術上の問題とも密接に関係している。これら薄膜の拡散に関して従来、数多くの研究がなされているにもかかわらず、拡散機構を解明するための系統的な実験的研究は非常に少ない。ところで、薄膜の構造、不純物濃度、格子欠陥の種類と濃度は、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法などの薄膜作製法に大きく依存する。それに伴って、薄膜の拡散挙動も大きく異なることが予想されるが、作製法の違いによる同一組成の薄膜の拡散を系統的に調べた研究は皆無である。そこで、本研究では、上述の種々の方法を用いて作製した薄膜材料における相互拡散をオ-ジェ分光分析法によって測定し、これらの拡散に及ぼす転位、結晶粒界、集合組織(texture)、および微量不純物の影響を詳細に調べると共に、その拡散機構を解明することを目的とした。Fe/Cr二重薄膜および多層膜をRFスパッタリング法、電子ビ-ム真空蒸着法およびCVD法を用いて作製した。超高真空中において所定の温度、所定の時間、拡散アニ-ルを行なった。アニ-ル前後の構成元素の濃度分布をオ-ジェ分光分析法およびラザフォ-ド後方散乱法を用いて測定した。これらの二重薄膜の濃度分布は誤差関数に、また、多層膜の場合はHilliardーCahnの式にそれぞれベスト・フィットして相互拡散を評価した。同一温度で比較すると、従来、測定されたバルク試料の相互拡散係数に比べて、スパッタ薄膜の拡散係数は小さな値が得られた。現在、同様の測定を他の製法による薄膜についても行なっている。

The process of film synthesis involves the formation of tissue, the formation of atoms, the formation of atoms and the formation of thin films. The mechanism of dispersion of atoms in thin films and thin films makes sure that the number of atoms is correct under the conditions of temperature and temperature. There are many kinds of functional thin films that can be used to synthesize important equipment, high-concentration loop (VLSI), multi-electrode, and wiring technology. they are closely linked to each other. In recent years, there has been a great deal of research in the field of thin film, and there is a lot of research on the development of the system. Temperature measurement, film fabrication, temperature measurement, lattice temperature measurement, vacuum steaming method, CVD method, thin film fabrication method. In order to improve the performance of the same group of thin-film dispersion system, it is necessary to study the performance of the same group of thin-film dispersion system. In this study, the above-mentioned methods were used to determine the properties of thin film materials, such as X-ray diffraction, microstructure, grain boundary, aggregate organization (texture), trace amounts of materials in this study, and so on. The double thin film of Fe/Cr was used to prepare the multilayer film. The RF thin film was used as a thin film. The electron beam-vacuum evaporation method was used to analyze the CVD method. The temperature, time and time set by the ultra-high true air temperature, the temperature and the time set by the ultra-high vacuum atmosphere. The temperature distribution of the elements in front and back is determined by the method of spectroscopic analysis. The double film is distributed in terms of the number of differences, the number of films, the distribution of double films, the number of differences, the number of films, the number of films. At the same temperature, the number of dispersion of the material is lower than that of the film at the same temperature. at the same temperature, the number of dispersion is smaller than that of the film. At present, the same method is used to determine the performance of the thin film.

项目成果

中嶋 英雄: "薄膜における拡散" 日本金属学会会報. 29. 229-234 (1990)

Hideo Nakajima：“薄膜中的扩散”日本金属研究所公告 29. 229-234 (1990)。