مروری بر روش های لایه نشانی و خواص لایه های نازک نیترید تانتالوم

نیترید تانتالوم   (TaN)  به دلیل خواص منحصر به فردی مانند سختی بالا و مقاومت بالا در برابر سایش و همچنین مقاومت الکتریکی پایدار، در صنایع مکانیکی و میکروالکترونیک به طور گسترده استفاده می­ شود. نظر به اهمیت موضوع، در مقاله حاضر، با در نظر گرفتن مراجع معتبر، بررسی جامعی از پیشرفت های تحقیقاتی در زمینه روش های لایه ­نشانی، روش های مشخصه­ یابی، خواص و کاربردهای لایه های نازک نیترید تانتالوم به عمل آمده است. به این منظور، ابتدا  تولید و لایه­ نشانی این لایه ­های نازک  توسط روش هایی مانند رسوب دهی فیزیکی (PVD)، کندوپاش مگنترون RF پالسی و فرکانس رادیوییDC مورد مطالعه قرار گرفته اند. همچنین در ادامه، خواص ساختاری، میکروسکوپی، الکتریکی، اپتیکی، مکانیکی و تریبولوژیکی لایه­ های نازک نیترید تانتالوم به طور جامع مورد بحث قرار گرفته ­اند. به این منظور از تحلیل الگوهای پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ نیروی اتمی، میکروسکوپ الکترون روبشی، محاسبه نرخ سایش لایه­ ها، تاثیر تغییر محتوای نیتروژن ولتاژ بایاس بستر بر روی تنش پسماند لایه ها، تغییر سختی و  مدول الاستیک لایه های نیترید تانتالوم با نسبت جریان نیتروژن، ضریب شکست و ضریب خاموشی لایه ها، طیف عبور اپتیکی لایه­ ها،  مقاومت الکتریکی لایه در جریان نیتروژن مختلف، مقاومت سطحی نرمال شده برحسب دما و تغییرات مقاومت سطحی لایه های نگه داشته شده در  دماهای مختلف به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است.  نتایج بررسی شده نشان می­ دهد که لایه های نازک تولید شده مذکور، پتانسیل بالایی برای کاربرد در زمینه­ های مختلف به­ خصوص در محیط­ های سخت با دما و فشار بالا دارند. این مقاله مروری، می­ تواند مرجعی مناسب و جامع برای پژوهش ­هایی باشد که در زمینه لایه های نازک نیترید تانتالوم و فناوری های مرتبط با آن انجام خواهد شد. این مطالعه بینش های ارزشمندی را در مورد بهینه سازی پارامترهای کندوپاش برای تولید لایه های نازک نیترید تانتالوم با کیفیت بالا بر روی بسترهای مسی ارائه می دهد. یافته ها نشان می دهد که دمای زیرلایه یک پارامتر حیاتی است که برای دست یابی به خواص ساختاری و مورفولوژیکی مطلوب لایه های نازک نیترید تانتالوم باید به دقت کنترل شود.

کلیدواژه ها:

tantalum nitride ، thin layer ، address layer ، نیترید تانتالوم ، کاشت ، لایه نازک ، خواص ساختاری