反応性プラズマプロセスにより作製した窒化スズ薄膜の物性評価

反应等离子体工艺制备氮化锡薄膜的物理性能评价

基本信息

批准号：
06750027
负责人：
井上泰志
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

窒化スズ薄膜は,高周波反応性イオンプレーティング法により作製した。反応ガスとしてN_2を3Pa導入し,高周波出力を100Wに設定してプラズマを発生させた。原料のSnをN_2プラズマ中で蒸発させ,ガラスおよびSi(100)単結晶基板上に窒化スズ薄膜を作製した。成膜中基板バイアス電圧は0〜-80Vと変化させた。作製した試料は,X線回析により構造解析,XPSにより状態分析を行い,さらに今回備品として購入したマルチメーターを用いて,van der Pauw法により室温で電気的特性を評価した。また分光光度計を用いて,光吸収係数を近赤外から近紫外の波長領域で測定した。作製した試料の構造はすべてアモルファスであった。これらの試料に対してXPS分析を行った結果,Sn3d,N1s以外にO1sピークが現れ,不純物として酸素が含まれていることがわかった。Sn3dピークは4つの成分に分離でき,そのうちの3つは金属Sn,SnOおよびSnO_2に対応する成分として文献値を用いた。残りの1つが窒化スズに対応する成分であると考えられる。その結果,窒化によりSn3dピークは+0.8eVの化学シフトを起こすことがわかった。一方N1sピークに対しては-1.9eVの化学シフトが観察された。基板バイアスを印加するに従って,Sn3dピーク内の窒化スズ由来の成分が増加し,N1s/Sn3dピーク強度比も増加する傾向にあった。このことにより,基板バイアス印加はSnの窒化を促進する効果があることがわかった。室温における電気抵抗率ρは,印加する基板バイアスを-80Vまで減少させるにつれて,4.4Ωcmから0.2Ωcmまで減少した。また,光吸収係数αから算出した光学ギャップE_gも減少する傾向が見られた。電気抵抗率・光学ギャップのこのような変化は,窒化の度合いと関係があると考えられる。

通过射频反应离子电镀法制造了氮化锡薄膜。将N_2的3PA作为反应气体引入，并将高频输出设置为100W以生成等离子体。将原材料SN蒸发在N_2等离子体中，以在玻璃和Si（100）单晶底物上制备氮化物薄膜。膜形成过程中底物的偏置电压从0更改为-80V。通过X射线衍射和条件分析对样品进行结构分析，并使用购买的万用表作为固定仪在室温下在室温下评估电气特性。还使用分光光度计在近红外的近红外波长区域中测量了光吸收系数。制备的样品的所有结构都是无定形的。对这些样品进行了XPS分析，发现除SN3D和N1S外，O1S峰出现了，并且包括氧气作为杂质。 SN3D峰可以分为四个组件，其中三个使用文献值作为对应于金属SN，SNO和SNO_2的组件。其余的被认为是对应于氮化锡的组件。结果表明，硝化导致SN3D峰产生 +0.8EV的化学位移。另一方面，在N1S峰值上观察到-1.9EV的化学位移。随着底物偏置的应用，SN3D峰中的氮化锡衍生的成分增加，N1S/SN3D峰强度比也增加。这表明底物偏差的应用具有促进SN的硝化作用。随着施加的底物偏置降低至-80 V，室温下的电阻率ρ从4.4ΩCM降低到0.2ΩCM。此外，从光学吸收吸收系数α中计算出的光学GAP E_G的趋势也降低了。电阻率和光学间隙的这种变化被认为与硝化程度有关。