Ti/Si의 조성비율이 다른 타겟을 이용한 sputtered Ti-Si-N 박막의 증착특성 연구

박상기; 강봉주; 양희정; 이원희; 이은구; 김희재; 이재갑; S.G. Park; B.J. Kang; H.J. Yang; W.H. Lee; E.G. Lee; H.J. Kim; J.G. Lee

Korean Journal of Materials Research, Vol.11, No.7, 580-584, July, 2001

Deposition Characteristics of Ti-Si-N Films Deposited by Radio Frequency Reactive Sputtering of Various Ratio of Ti/Si Targets in an N 2 /Ar Ambient

박상기, 강봉주, 양희정, 이원희, 이은구¹, 김희재², 이재갑

국민대학교 금속재료공학부
¹조선대학교 금속재료공학과
²군사과학대학원 재료과학과

S.G. Park, B.J. Kang, H.J. Yang, W.H. Lee, E.G. Lee¹, H.J. Kim², and J.G. Lee

School of Metallurgical and Material Engineering, Kookmin University, 861-1, Jeongneung-Dong, Chongnung-dong, Songbuk-gu, Seoul, 136-702, Korea
¹Department of Materials Science and Engineering, Chosun University, 375, Seousuk-Dong, Dong-Gu, Kwangju, 501-759, Korea
²Department of Materials Science, Advanced Institute of Military Science and Technology, Seoul 139-799, Korea

초록

Ti과 Si의 비가 서로 다른 종류의 타 을 Ar/N 2 의 혼합기체를 사용하여 rf magnetron sputtering방법으로 증착된 Ti-Si-N박막의 증착특성에 대해 연구하였다. Ti-Si-N박막의 조성과 증착률은 각 타 Ti/Si의 비율과 증착시의 질소기체의 유량에 따라 크게 변하였다. 이것은 Ti과 Si의 nitriding 정도의 차이로 인한 서로 다른 sputter yield에 의한 것으로 나타났다. Si이 비교적 적게 포함된 Ti-Si-N박막은 증착시부터 박막내 TiN의 결정화가 일어났으며, 낮은 비저항을 나타내었다. N의 함량의 증가는 박막의 밀도와 압축응력을 증가시켜 Ti-Si-N박막의 확산방지 능력에 큰 영향을 미치는 인자로 나타났다. 본 연구에서 N 2 의 유략과 타 의 Ti/Si비율을 조절함으로써 효율적인 확산방지막인 Ti-Si-N 박막의 공정조건을 확립할 수 있었다. 박막의 공정조건을 확립할 수 있었다.

We have investigated the deposition characteristics of Ti-Si-N films obtained by rf magnetron sputtering with ratios of Ti/Si targets in an Ar/N 2 gas mixture. The growth rate and stoichiometry dependence of the Ti-Si-N films on the ratio of Ti/Si and N 2 flow rate ratio were found to be due to the different nitriding rate of Ti and Si targets. Additionally, their different sputtering yield of nitrified Ti and Si make a reason as well. Lowering Si content in the film favored the formation of crystalline TiN, leading to the low resistivity. Increasing N content led to the Ti-Si-N films having a higher density and compressive stress, suggesting that the N content in the film is one of the most important factors determining the diffusion barrier characteristics. In the current work, the optimum process conditions for the formation of efficient diffusion barrier of Ti-Si-N film has successfully obtained by manipulating the Ti/Si ratio of target and N 2 flow rate ratio.

Keywords:Ti-S-N;sputter;diffusion barrier

[References]

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[Related Articles]

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[2] McBrayer JD, In 'Diffusion of metals in silicon dioxide,' DARPA, MDA 901-82-k-0412, (1983) (1983)

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[7] 박상기, 이재갑, 한국재료학회지, 9(5), 503 (1999)

[8] Tsai W, Fair J, Hodul D, J. Electrochem. Soc., 139(7) (1992)