Search academic texts

Registration Number

0406U002183, Candidate dissertation

Title

Structure and physical properties of W-Ti-N and Ta-Si-N thin film diffusion barriers on gallium arsenide and gallium nitride substrates

Author

Kuchuk Andrian Volodymyrovych,

Status

к.ф.-м.н., 01.04.07, Фізика твердого тіла

Date

19-05-2006

Description

Дисертація присвячена дослідженню структури та основних фізичних властивостей плівок WTiN та TaSiN, в залежності від вмісту азоту в процесі їх реактивного магнетронного розпиленням. Процес розпилення WTiN, із збільшенням парціального тиску азоту, розділений на три області: 1) МР-металічний режим; 2) ПР-перехідний режим; 3) НР-нітридний режим. Зміна потоку плівко-утворюючих часток (МР: атоми Ме (W, Ti); ПР: кластери МеN; НР: атоми Ме та N) приводить до еволюції фазового складу (МР: тверді розчини W(Ti, N) з ОЦК-ґраткою; ПР: псевдо аморфна фаза; НР: гомогенний твердий розчин WTiN з ГЦК- ґраткою), до зростання атомної густини та питомого опору плівок. Оптимальні квазі-аморфні дифузійні бар'єри W64Ti16N20, запобігають взаємодифузії між Au та GaAs, до термообробок при 750оС. Встановлено, що збільшення потоку азоту в розпилювальній плазмі, а отже і концентрації азоту в TaSiN, приводить до збільшення їх атомної густини, питомого опору та їх аморфізації, що пояснюється "пасивацією" нанозерен TaSi атомами азоту, яка перешкоджає їх коалесценцію. Збільшення "ступеня аморфізму", що корелює із зміною хімічного складу та різким збільшенням питомого опору плівок Ta-Si-N, пояснюється збільшенням в них вмісту фракції нітриду кремнію SiNx (діелектрик/аморфний), та зменшенням фракції нітриду танталу TaNx (провідник/полікристалічний). На підставі цієї моделі пояснюється також термічна стабільність плівок (N-41ат.%) в системах Au-,Ag-GaAs та Au-GaN до 800оС.