Ta-Al 합금박막의 열적안정성에 미치는 질소첨가 효과

조원기; 김태영; 강남석; 김주한; 안동훈

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자료유형: 학술저널

저자정보: 조원기 (LG전자 멀티미디어 연구소) 김태영 (LG전자 멀티미디어 연구소) 강남석 (LG전자 멀티미디어 연구소) 김주한 (LG전자 멀티미디어 연구소) 안동훈 (LG전자 멀티미디어 연구소)

저널정보: 한국재료학회 한국재료학회지 한국재료학회지 제7권 제10호

발행연도: 1997.1

수록면: 877 - 883 (7page)

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Ar 및 Ar과 $N_{2}$ 분위기하에서 rf 마그네트론 스퍼터링방법으로 Ta-AI과 Ta-AI-N합금막을 제조하였다. Ta-7.9at.% AI계열, Ta-26.7 at% AI게열과 Ta-45.4at.%AI계열에 Ar에 대한 질서유량비로 26%까지 질소를 첨가하여 Ta-AI-N박막을 증착한후, 300-$600^{\circ}C$온도 구산에서 열처리 전후의 구조 및 전기적 특성과 열적안정성을 통하여 레지스터의 적용가능성을 조사하였다. 구조 및 조성 분석은 X-선 회절과 Rutherford Backscattering Spectrometry(RBS)로 관찰하였고 열적안정성은 4단자법(four point probe method)을 이용한 저항변화를 통하여 측정하였다. 순수 Ta에 AI을 첨가하면 확장된 $\beta$($\beta$-Ta)N 합금박막에서 가장 열적안정성이 우수하게 나타났던 질소첨가 범위는 Ta $N_{hcp}$또는 TaN/ sub fcc/또는 Ta $N_{fcc}$와 비정질과의 혼합상순으로 상천이를 나타내었다. Ta-AI-N 합금박막에서 가장 열적안정성이 우수하게 나타났던 질서첨가 범위는 Ta-26.7at. % AI계열의 경우 19-36at.% $N_{2}$구간이었고, Ta-45.5at.% AI계열의 경우는 30-45at.%구간이었다. Ta-AI합금박막은 질소가 첨가되지 않아도 열처리 온도 및 시간에 따라 약 10% 이내의 비교적 작은 저항변화를 보여 열적안정성이 우수하지만 질소를 첨가하여 Ta-AI-N합금박막을 형성시킬경우, 증착된 상태에서 이미 큰 비저항을 나타내었고 열처리 동안 3%이내의 매우 작은 저항변화를 나타내었기 때문에 레지스터용 재료로써 열적안정성에 대한 잠재력이 크다.

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