反应射频磁控溅射制备氮化钽薄膜的结构和电学性质
材料科学
2007-05-23 v2
摘要
TaN薄膜是[FeN/TaN](n)多层膜中一种有吸引力的中间层和扩散阻挡层，有望用作高密度磁记录中的潜在写头材料。我们通过在5毫托Ar/N-2工艺压力下，改变N-2分压，采用反应射频溅射法在玻璃和Si衬底上合成了两个系列的TaN薄膜，并对薄膜进行了系统的表征分析。当N2分压从0.0%增加到30%时，我们观察到薄膜中的相从金属bcc Ta清晰转变为bcc Ta(N)和六方Ta2N的混合物，然后依次转变为fcc TaN以及TaN与富N相的混合物。这些变化伴随着晶粒形状以及薄膜择优晶体取向的变化，从bcc Ta [100]到[110]，然后到随机取向，最后到fcc TaN [111]。这些变化还与薄膜电阻率在77-295 K范围内从金属行为到类半导体行为的转变有关。薄膜呈现出典型的多晶织构结构，具有小的结晶区域和不规则的晶粒形状。在薄膜中观察到平行于衬底表面的清晰(111)择优堆垛，其中嵌入了非晶区域。在25% N-2分压下获得了具有[111]择优取向和6.0 mΩ·cm电阻率的TaN薄膜，这可能适用于[FeN/TaN](n)多层膜中的中间层。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0305683,
title = {Structural and electrical properties of tantalum nitride thin films fabricated by using reactive radio-frequency magnetron sputtering},
author = {H. B. Nie and S. Y. Xu and S. J. Wang and L. P. You and Z. Yang and C. K. Ong and J. Li and T. Y. F. Liew},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0305683},
year = {2007}
}
备注
12 pages, 6 figures