Структура тонких пленок нитрида титана, сформированных методом магнитронного распыления

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Эта обзорная статья посвящена структуре тонких пленок нитрида титана, сформированных методом магнетронного распыления. Рассмотрена модель роста пленок в зависимости от температуры осаждения и потока азота. Проведено сравнение модели с экспериментальными результатами. Описано влияние отжигов на структуру пленок магнетронного нитрида титана.

Об авторах

А. Г. Исаев

НИЦ “Курчатовский институт”

Email: isaev.ag@phystech.edu
Москва, Россия

А. Е. Рогожин

НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: isaev.ag@phystech.edu
Москва, Россия

Список литературы

  1. Sharath S.U., Vogel S., Molina-Luna L. Control of Switching Modes and Conductance Quantization in Oxygen Engineered HfOx based Memristive Devices // Adv. Funct. Mater. 2017. Vol. 27. № 32. P. 1700432.
  2. Isaev A.G., Permyakova O. О., Rogozhin A.Е. Mechanisms of conductive filament formation in hafnium oxide multilayer structures // Thin Solid Films. 2023. Vol. 781. P. 139993.
  3. Isaev A.G., Permyakova O.O., Rogozhin A.E. Oxide Memristors for ReRAM: Approaches, Characteristics, and Structures // Russ. Microelectron. 2023. Vol. 52. № 2. P. 74–98.
  4. Kohlhase A., Mändl M., Pamler W. Performance and failure mechanisms of TiN diffusion barrier layers in submicron devices // J. Appl. Phys. 1989. Vol. 65, № 6. P. 2464–2469.
  5. Kwak M.Y., Shin D.H., Kang T.W., Kim K.N. Characteristics of TiN barrier layer against Cu diffusion // Thin Solid Films. 1999. Vol. 339. № 1–2. P. 290–293.
  6. Vorobjova A.I., Labunov V.A., Outkina E.A., Grapov D.V. Metallization of Vias in Silicon Wafers to Produce Three-Dimensional Microstructures // Russ. Microelectron. 2021. Vol. 50. № 1. P. 8–18.
  7. Huang J.S., Oates A.S., Zhao J. Effect of cracks in TiN anti-reflection coating layers on early via electromigration failure // Thin Solid Films. 2000. Vol. 371. № 1–2. P. 310–315.
  8. Pan F., Gao S., Chen C. Recent progress in resistive random access memories: Materials, switching mechanisms, and performance // Mater. Sci. Eng. R Rep. 2014. Vol. 83. P. 1–59.
  9. Lanza M., Wong H.-S.P., Pop E. Recommended Methods to Study Resistive Switching Devices // Adv. Electron. Mater. 2019. Vol. 5. № 1. P. 1800143.
  10. Kajikawa Y., Noda S., Komiyama H. Comprehensive perspective on the mechanism of preferred orientation in reactive-sputter-deposited nitrides // J. Vac. Sci. Technol. Vac. Surf. Films. 2003. Vol. 21. № 6. P. 1943–1954.
  11. Patsalas P., Kalfagiannis N., Kassavetis S., Abadias G., Bellas D.V., Lekka Ch., Lidorikis E. Conductive nitrides: Growth principles, optical and electronic properties, and their perspectives in photonics and plasmonics // Mater. Sci. Eng. R Rep. 2018. Vol. 123. P. 1–55.
  12. Petrov I., Barna P.B., Hultman L., Greene J.E. Microstructural evolution during film growth // J. Vac. Sci. Technol. Vac. Surf. Films. 2003. Vol. 21. № 5. P. S117–S128.
  13. Mahieu S., Depla D., Gryse R.D. Modelling the growth of transition metal nitrides // J. Phys. Conf. Ser. 2008. Vol. 100. № 8. P. 082003.
  14. Mahieu S., Depla D. Reactive sputter deposition of TiN layers: modelling the growth by characterization of particle fluxes towards the substrate // J. Phys. Appl. Phys. 2009. Vol. 42. № 5. P. 053002.
  15. Mahieu S., Ghekiere P., Depla D., De Gryse R. Biaxial alignment in sputter deposited thin films // Thin Solid Films. 2006. Vol. 515. № 4. P. 1229–1249.
  16. Matacotta F.C., Ottaviani G. Science and technology of thin films. Singapore New Jersey London [etc.]: World scientific, 1995.
  17. Thornton J.A. High Rate Thick Film Growth // Annu. Rev. Mater. Sci. 1977. Vol. 7. № 1. P. 239–260.
  18. Li T.Q., Noda S., Tsuji Y., Ohsawa T., Komiyama H. Initial growth and texture formation during reactive magnetron sputtering of TiN on Si(111) // J. Vac. Sci. Technol. Vac. Surf. Films. 2002. Vol. 20. № 3. P. 583–588.
  19. Martinez G., Shutthanandan V., Thevuthasan S., Chessa J.F., Ramana C.V. Effect of thickness on the structure, composition and properties of titanium nitride nano-coatings // Ceram. Int. 2014. Vol. 40. № 4. P. 5757–5764.
  20. Yang H.H., Je J.H., Lee K.-B. Effect of the nitrogen partial pressure on the preferred orientation of TiN thin films // J. Mater. Sci. Lett. 1995. Vol. 14. № 23. P. 1635–1637.
  21. Je J.H., Noh D.Y., Kim H.K., Liang K.S. The crossover of preferred orientation in TiN film growth: A real time x-ray scattering study // J. Mater. Res. 1997. Vol. 12. № 1. P. 9–12.
  22. Zhou T., Liu D., Zhang Y., Ouyang T., Suo J. Microstructure and hydrogen impermeability of titanium nitride thin films deposited by direct current reactive magnetron sputtering // J. Alloys Compd. 2016. Vol. 688. P. 44–50.
  23. Chuang K.-L., Tsai M.-T., Lu F.-H. Morphology control of conductive TiN films produced by air-based magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol. 2018. Vol. 350. P. 1091–1097.
  24. Huang J.-H., Yu K.-J., Sit P., Yu G.-P. Heat treatment of nanocrystalline TiN films deposited by unbalanced magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol. 2006. Vol. 200. № 14–15. P. 4291–4299.
  25. Xi Y., Fan H., Liu W. The effect of annealing treatment on microstructure and properties of TiN films prepared by unbalanced magnetron sputtering // J. Alloys Compd. 2010. Vol. 496. № 1–2. P. 695–698.
  26. Kavitha A., Kannan R., Sreedhara Reddy P., Rajashabala S. The effect of annealing on the structural, optical and electrical properties of Titanium Nitride (TiN) thin films prepared by DC magnetron sputtering with supported discharge // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2016. Vol. 27. № 10. P. 10427–10434.
  27. Ghailane A. et al. Influence of Annealing Temperature on the Microstructure and Hardness of TiN Coatings Deposited by High-Power Impulse Magnetron Sputtering // J. Mater. Eng. Perform. 2022. Vol. 31. № 7. P. 5593–5601.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».