ผลของความดันย่อยไนโตรเจนต่อสมบัติทางโครงสร้างและทางไฟฟ้าของฟิล์มบางไทเทเนียมทังสเตนไนไตรด์

Abstract

            ฟลมไทเทเนียมทังสเตนไนไตรดถูกปลูกลงบนแผนรองรับซิลิกอนที่มีระนาบ (100) ดวยกระบวนการฉาบโลหะแมกนีตรอนระบบสองหัวแบบไมดุลโดยใชเป้าโลหะไทเทเนียม และเปาโลหะทังสเตนบริสุทธิ์ภายใต้บรรยากาศอารกอนและไนโตรเจน งานวิจัยนี้ศึกษาผลของความดันยอยของแกสไนโตรเจนตอสมบัติของฟลมไทเทเนียมทังสเตนไนไตรด ความดันยอยของแกสไนโตรเจนในระบบสุญญากาศถูกปรับใหมีคาตั้งแต 0% ถึง 9% ของปริมาณแกสทั้งหมด ผลการทดลองแสดงใหเห็นวาความดันยอยของแกสไนโตรเจนสงผลอยางมากตอองคประกอบทางเคมี โครงสรางของผลึกและความตานทานแผนเอกซเรยสเปกโทรสโกปแบบกระจายพลังงานแสดงสัดสวนของไนโตรเจนในฟิล์ม โดยสัดสวนมีแนวโนมเพิ่มขึ้น เมื่อเพิ่มความดันยอยของแกสไนโตรเจน สัดสวนของไนโตรเจนในฟลมมีคาสูงสุดที่ 19% โดยอะตอม เครื่องวิเคราะหการเลี้ยวเบนรังสีเอกซแสดงโครงสรางผลึกของฟลมเปนลูกบาศกแบบกลางหนาของสารละลายของแข็ง TixWYNZ คาความตานทานแผนของฟลมไทเทเนียมทังสเตนไนไตรดมีแนวโนมเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มความดันยอยของแกสไนโตรเจน โดยคาความตานทานแผนเพิ่มขึ้นจาก 5.3 โอหม/ตารางถึง 11.0 โอหม/ตาราง            Titanium tungsten nitride films on Si (100) were grown by dual unbalanced magnetron sputtering with pure Ti and W target under argon/nitrogen atmosphere. We studied the effects of nitrogen partial pressure on the properties of Ti-W-N thin films. The nitrogen partial pressure in the vacuum chamber was varied from 0% to 9% of total gas. The results showed that the nitrogen partial pressure strongly affected on composition, crystal structure and sheet resistance. Energy dispersive x-ray analysis (EDX) showed that the nitrogen concentration in films increased with the nitrogen partial pressure. The maximum nitrogen concentration was 19 at.%. X-ray diffraction analysis confirmed FCC solid solution TixWYNZ in films. The sheet resistance of Ti-W-N films tended to increase with an increase in nitrogen partial pressure. The sheet resistance varied from 5.3/square to 11.0/square