Otrzymywanie warstw SiCN metodą RF sputteringu

• Autorzy: Stańczyk B. , Jagoda A. , Dobrzański L. , Caban P. , Możdżonek M.

Warianty tytułu

EN

SiCN films deposited by RF magnetron sputtering

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Węglik i azotek krzemu są obiecującymi materiałami, które dzięki swym właściwościom mogą być wykorzystane do uzyskiwania różnego rodzaju przyrządów elektronicznych. Oba są wysoko temperaturowymi półprzewodnikami używanymi jako izolatory i stosowanymi jako bariery dyfuzji w urządzeniach mikroelektronicznych. SiCN znajduje liczne praktyczne zastosowania w ogniwach słonecznych, płaskich monitorach telewizyjnych, pamięciach optycznych, jako warstwy antyrefleksyjne. Kontrola parametrów procesu sputteringu pozwala na uzyskiwanie warstw o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych np. o różnej przerwie energetycznej, od 2,86 V dla SiC do 5 eV dla Si3N4 [1]. W artykule opisane zostały właściwości warstw SiCN otrzymane metodą reaktywnego sputteringu z targetu węglika krzemu oraz w atmosferze argonowo - azotowej. SiCN osadzany był na podłożach Si(111) oraz na podłożach krzemowych z warstwą AlN. Skład, struktura, powierzchnia uzyskiwanych warstw była określana za pomocą metod diagnostycznych takich jak: dyfrakcja rentgenowska (XRD), spektroskopia masowa jonów wtórnych (SIMS), mikroskopia sil atomowych (AFM). Badano wpływ parametrów sputteringu na jakość warstw analizując widma transmisji i z zakresu podczerwieni i światła widzialnego.(FTIR - spektroskopia optyczna w zakresie podczerwieni).

EN

Silicon carbide and silicon nitride are prospective candidates for potential high-temperature structural applications because of their excellent mechanical properties [1]. Both are high-temperature semiconductor materials used as electrical insulators or diffusion barriers in microelectronic devices. Apparently, amorphous silicon carbide nitride (SiCxNy) has tenability over a very wide range of x and y. In this context, SiCXNY alloys are interesting materials, among which one can enumerate the SiC band gap (2,86eV) and insulating Si3N4 films (5eV) [1]. In our paper, we describe the properties of SiCN fabricated by magnetron sputtering from a silicon carbide target in a reactive atmosphere of nitrogen and argon. SiCN was deposited on both Si(111) substrates and silicon substrates with AlN layers. The composition, structure and surface roughness (RMS) of the SiCN films were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS), Atomic Force Microscopy (AFM), and Scanning Electron Microscopy (SEM).The influence of the gas composition, gas flow rate and working gas pressure on the quality of layers was examined by the analysis of the spectrum of Optical Absorption and by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR).

Słowa kluczowe

PL

SiCN; sputtering; widmo podczerwieni; widmo optycznej absorpcji; dyfrakcja rentgenowska; SIMS

EN

SiCN; rf sputtering; absorption spectrum; IR spectrum; X-ray diffraction; SIMS

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 39, nr 2
• Strony: 18--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Stańczyk B.

autor

Jagoda A.

autor

Dobrzański L.

autor

Caban P.

autor

Możdżonek M.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, 01-919 Warszawa, ul. Wólczyńska 133,

Bibliografia

• [1] Sundaram K.B., Alizadeh J.: Deposition and optical studies of silicon carbide nitride thin films, Thin Solid Films, 370, (2000), 151-154
• [2] Gao Y., Wei J., Zhang D.H.: Effects of nitrogen fraction on structure of amorphous silicon - carbon - nitrogen alloys, Thin Solid Films, 377, (2000) 562-566
• [3] Erqing Xie, Ziwei Ma, Hongfeng Lin: Preperation and characterization of SiCN films, Optical Materials, 23, (2003) 151-156
• [4] Chen Z., Lin H.: IR studies of SiCN films deposited by RF sputtering method, Journal of Alloys and Compounds, 487, (2009) 531-536
• [5] Xu M., Xu S., Huang S.Y.: Growth and visible photoluminescence of SiCxNy/A1N nanoparticle superlattices, Physica, E35, (2006) 81-87
• [6] Ng V.M., Xu M.: Assembly and photoluminescence of SiCN nanoparticles, The Solid Films, 506-507, (2006), 283-287
• [7] Wu X.C., Cai R.Q.: SiCN thin film prepared at room temperature by rf sputtering, Applied Surface Science, 185, (2002) 262-266
• [8] Sundaram K.B., Alizadeh Z., Todi R.M.: Investigation on hardness of rf sputter deposited SiCN thin films, Materials Science and Engineering, A368, (2004) 103-108