Scannáin Nítríte Tíotáiniam

Nuair a dhéantar sputtered nó a ghaothú, is miotail an-imoibríoch é tíotáiniam a éascaíonn nítrídí, ocsaídí nó cóbóidí go héasca. Tá struchtúr NaCl ag an nítríd tíotáiniam (TiN) atá seasmhach thar eatramh comhdhéanta leathan a thugann deis do na céimeanna faoi agus róthoichioméadracha araon. Ag ábhar nítrigine íseal i iompróir iompráin (eg argón) is féidir freisin téim T _{2 2 a} dhéanamh.

Tá cruas ard ag nítrít tíotáiniam agus friotaíocht ard in aghaidh creimeadh agus resistivity íseal leictreach beagán níos ísle ná Tí íon. Ina theannta sin, is féidir le scannáin tanaí TN a thaispeáint go bhfuil cruas i bhfad níos airde ná an fhrithsheasmhacht i bhfad níos ísle ná an mórchóirí cothromaíochta. Is é ceann de na hiarratais is forleithne atá ag scannáin TiN ná cosaint a chaitheamh ar uirlisí gearrtha cosúil le druileanna agus muilte agus giotán uirlisí déanta as cruach uirlisí nó cruach ardluais. Ar iontrálacha crua miotail le haghaidh scannáin TiN a thiontú agus a mhuilleoireacht is minic an ciseal is forimeallaí i sciath ilbhruthach. Maidir leis an iarratas seo is é CVD an modh taiscí is mó a úsáidtear mar gheall ar an bhféidearthacht cócaí an-mhór a chóta ag an am céanna.

Sa mhicreictreonaic, úsáidtear TiN mar mhiotail gheata i struchtúir MOS mar gheall ar an fhéinfhéimheas íseal, ach freisin mar bhac trasdula. Is cosúil go mór an t-ócáid ​​stoiciometrach (Ti / N = 1) TiN go huaire agus déantar é seo go coitianta le haghaidh cótaí maisiúla d'uaireadóirí agus rudaí eile. Is éard atá i nítríd tíotáiniam ná ábhar neamh-chomhbhách agus tá réimse mór d'iarratais sa leigheas mar thoradh ar an maoin seo, m.sh. ionchlannáin máinliachta. Tá crua de 2300 HV agus cobhsaíocht theirmeach suas le 600 ° C ar na hairíonna tipiciúla a bhaineann le sciath TiN tráchtála, tráchtála (Balinit ® A). Rinne an t-ús mór tionsclaíoch agus an raon leathan d'iarratais do scannáin tanaí TiN go minic orthu rudaí taighde a bhfuil tóir orthu ina ndearnadh tástáil ar mhodhanna éagsúla PVD agus rinneadh staidéar ar airíonna scannán mar thoradh air.

Tá roinnt samplaí coitianta de mhodhanna PVD a úsáidtear go minic le galú leictreonacha, maighnéadán sputtering, agus taiscéaladh stua cathodic. Tá grúpa Taiwanese tar éis staidéar a dhéanamh ar thaisciú TiN trí theicníc ionfhabhtaithe imoibríoch próifíle ionfhabhtaithe (HCD-IP). Sa mhodh seo, úsáidtear caidáid log RF mar ghunna leictreonach ísealvoltais ard le haghaidh galú leictreonach leoma de bhreogán Tí agus ionasú comhuaineach a dhéanamh ar mhóilíní adamh miotail agus gás (Ar agus N ₂ ). Is cumhacht RF 6 kW iad coinníollacha taiscí tipiciúla, brú oibre de 0.29 Pa (2.2 mTorr) agus claonadh substrate DC feidhmithe de -40V.

Ba é an treoshuíomh is fearr de na scannáin TiN a fuarthas don chuid is mó de na coinníollacha taiscí go háirithe le haghaidh scannán scannán ná 1 μm. Mhéadaigh cruas na scannán le comhéifeacht uigeachta TiN a mhéadú agus bhí sé sáithithe ag 28 GPa nuair a thug an comhéifeacht i dteagmháil le haontacht. Rinne an grúpa staidéar freisin ar thionchar bombardála ian ar threoshuíomh is fearr i scannáin TiN criostalach tríd an voltas claonta, an chumhacht taiscí agus an brú páirteach nítrigin a athrú. Fuarthas go raibh an t-ionsaithe ian ina chúis le carnadh brú nó damáiste laitíse agus déantar an treoshuíomh is fearr ag teochtaí taise íseal a chinneadh ag cé acu de na feiniméin sin atá i gceist. Forbraíonn an treoshuíomh is fearr ag an carnadh brú agus an treoshuíomh ag damáiste laitíse. Tarlaíonn an treoshuíomh teirmeachéineach fabhrach nuair nach bhfuil aon bhomainn ian i láthair. Thairis sin, rinne an grúpa imscrúdú ar an gcaoi a raibh tionchar ag teocht an taiscéalaigh, am an taiscí agus an bhomadh ionsaí ar fhilseanacht scannáin TiN. Tugann siad i gcrích go ndéanann amanna taiscí fada nó teocht ard agus ard-chomainn ionsaí laghdú ar an gcéanna agus go gcuireann bombaí ionsaí isteach ar mhéid gráin agus ar threoshuíomh is fearr. Tá gráin mhór nó gráin bheaga le scéimheanna dlúth le comhéifeachtaí ard uigeachta.

Cuireadh teicnící tráchtála le haghaidh sputtering imoibríoch maighnéadacha i bhfeidhm go minic le haghaidh scannáin TiN a chur i dtaisce. Guruvenket et al. rinne siad staidéar a dhéanamh ar thionchar an chomainn ionsaithe agus na treoshuíomh ar fhoshraith maidir le hairíonna scannáin TiN a thaisceadh ar shubstaintí Si i gcóras maighnéadach pláinéad DC. Bhí scannáin ar taiscí ag brú iomlán 0.1 Pa le claonadh diúltach ar shubstaintí Si a raibh treoshuíomh is fearr acu ar TiN nuair a bhí sé TiN i gcás scannáin a cuireadh isteach ar shubstaintí Si. Laghdaíonn méid na gráin nuair a laghdaigh an claonadh ó 20 go dtí luachanna diúltacha ach tá sé fós beagnach leanúnach i gcás claonadh síos go dtí -60 V. Ag claonadh diúltach bhí na gráin níos lú ar Si ná ar Si. Rinne Meng et al staidéar ar an tionchar a bhíonn ag brú páirteach nítrigin ar airíonna imoibríoch DC magnetnet sputtered scannáin TiN. Taiscíodh scannáin le treoshuíomh is fearr ar fhoshraitheanna gloine gan teas ag brú iomlán 0.8 Pa agus bhí an brú páirteach nítrigine éagsúil ó 0.08 go 0.3 Pa. Ba iad na torthaí gur tháinig laghdú ar chomhéifeacht uigeachta TiN le brú páirteach nítrigine a mhéadú agus méadú ar mhéid na gráin. Tá modhanna coitianta eile le haghaidh taispeántas scannáin tanaí nítrithe tíotáiniam bunaithe ar thaisciú stua cathodic. Bronnadh dhá mhodh den sórt sin ag Martin et al. : taisceadh stua scagtha (FAD) agus taiscéaladh stua cúnamh ian (IAAD). Baintear úsáid as FAD le haghaidh taiscéalaíocht TiN ar shubstáití te agus teochta teasa agus claonta (350 ° C) in atmaisféar nítrigine. Sa tsraith seo d'fhéadfaí an strus agus an cruas a rialú tríd an claonadh a athrú.

Sa IAAD tá foinse ian nítrigin, a sholáthraíonn ions N ₂ + le fuinneamh seasta de 500 eV, leis an gcóras FAD. Leis an socrú seo, is féidir le substaintí carbóin a shocrú ar shíoráití neamhéiteáilte agus substaintí carbóin le rialú ar stoiciometracht ag an láthair bhíoma ian. Bhí na rátaí taiscí 100 nm / min (6 μm / h) don dá shuiteáil. Rinneadh staidéar mór ar thionchar na gcoinníollacha taiscí ar chriostail agus ar mhicreastruchtúr agus cuireadh roinnt samhlacha i láthair. Chuir Zhao et al láthair ceann de na samhlacha seo i láthair. agus ar a dtugtar "Múnla fuinnimh iomlán". Tá sé mar aidhm ag an múnla éabhlóid an treoshuímh is fearr i scannáin TiN a thaiscítear trí mhodh taiscí scagtha scuabtha claonta a mhíniú agus déantar é a chur faoi bhráid an scannáin ionsaithe. Tá sé bunaithe ar íoslaghdú fuinnimh iomlán is ionann suim an fhuinnimh dromchla, an fhuinnimh srian, agus "fuinneamh stop" a shainmhínítear mar dhlús fuinnimh an taiscthe ian ar feadh treo áirithe criostalach. Ag tiús scannán beag is mó a bhíonn an fuinneamh dromchla os cionn an fhuinnimh srutha agus ba chóir go mbeadh an treoshuíomh TiN is fearr. Ag tiús scannán a mhéadú nó claonadh atá ag dul chun cinn, bíonn an t-ardú fuinnimh ag teacht chun cinn agus mar thoradh ar threoshuíomh is fearr TiN. Ag claonadh an-ard tarlaíonn resputtering agus bíonn an t-ardú fuinnimh ag teacht chun cinn agus is é an treoshuíomh TiN an ceann is fearr. Chuir taighdeoirí eile múnla crios struchtúrtha Thornton i bhfeidhm ar dtús chun sputtering scannáin miotail íon a chur ar fáil freisin do thaispeántán scannán TiN. Tá na torthaí agus na cur chuige seo go léir an-tábhachtach maidir le tuiscint na n-airíonna atá ag scannáin a thaisctar i gcórais neamhthraidisiúnta cosúil leis an obair PhD atá ann faoi láthair.