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维普资讯 第23卷 第 5期 真 空 科 学 与 技 术 2O03年9、10月 VACUUMSCIENCEAND11’C}啪 10IGY(CH A) 347 直流溅射 中氮气分量对氮化锆薄膜性质的影响 胡莉莉 李德杰 (清华大学电子工程系 北京 10oos4) InfluenceofNitrogenPartialPressureonZirconium NitrideFilms GrownbyDC ReactiveSputtering HuLiliandLiDejie ( ofE／ectronwEngn／eern／g，TsinghuaUn,／,~／ty，蛾 ，100084，Ch／na) A 血_西 Zirconiumnitridethinfilmisgrownonglasssubstmtebydcreactivesputteringwithanfixtureofhighr~4ty舡 mandnitrogen used鹪 sputteri~Sandreactivegases，respectively．I1Iemorphologyofthefilm，grownatdifferentnitragen叫 ialpressures，isstudk~i tllX-ray diIhacti0|l(Ⅺm)．Itisfoundthatnitragenpa alpressuresignificantlyaffectsthemicwstmctures，stoichiometry，and v thefilm．As N2partialpressureincreasesfrom5％ to30％，two ：(111)and(200)，werefirstobserved，8Il啦 the 毗 gowthodmtatiom thegrains；the(200)peakvanishes，andonly(1l1)peakcanbeseen；andfinally，thefilmbecame Il【 ． Zirconium nitride，DCreactivesputtering，Ambientnitrogencontent，Preferredorientation，Electricalre- sistivity 摘要 用直流溅射方法制备氮化锆薄膜，其晶体结构，氮原子组分以及电阻率都与溅射气氛中氮气分量有直接关系。用 x射线衍射分析薄膜结构 ，随氮气分量由5％至30％增加 ，玻璃衬底上的氮化锆薄膜首先呈(111)和(2oo)两主要生长取向；然 后(2oo)取向逐渐消失，只有(111)单个优化生长取向；最后 ，没有衍射峰出现，薄膜趋于无定型结构。 关键词 氮化锆 直流反应溅射 氮气分量 结晶取向 电阻率 中圈分类号：O484．1 文献标识码 ：A 文章编号：0253．9748(2003)05-0347-03 过渡金属氮化物由于其高熔点，化学惰性，高的 的氮气分量范围内，得到了单一 (111)面取向的氮化 机械应力以及 良好的电导率等性质正在引起人们广 锆薄膜。本文还得到薄膜组分与电阻率随氮气分量 泛的研究。近来氮化锆薄膜因具有比氮化钛更好的 的变化情况。 抗腐蚀性 ，低 电阻率，更优的力学性质以及温暖的金 色吸引了人们更多的注意。 1 实验 人们用各种成膜方法来制备氮化锆 ，常见的有 采用直流反应溅射方法制备氮化错薄膜。靶材 反应溅射[1,2]，离子束溅射[3-5]，离子电镀 等沉积 为纯度99．99％直径 lOOmm的高纯 ，使用高纯