基本介紹
研究背景,性能,製備,簡介,直流二級反應濺射,
研究背景
由於薄膜材料套用範圍越來越廣，在高新技術中的地位越來越重要，要求製作更多的性能優異、功能獨特的各種薄膜。因此，極大地刺激和促進了薄膜製造技術的不斷進步與發展，概括起來主要表現為下述方面。
在薄膜製作技術上，一是從原理上研究新的制膜方法，二是利用新的能源與方法對現有制膜設備進行改進。在以利用電場作用為主的濺射技術中，引入磁場，發展了各類高速、低溫、低損傷的磁控濺射技術。為了製造多元成分的薄膜或多層複合薄膜，相繼發展出多源共蒸發或順序蒸發、多靶共濺射或順序濺射、多靶離子束共濺射或順序濺射、對靶濺射以及特殊設計的複合單靶濺射技術。
由於這些工藝與新技術的採用。製造出了許多新型薄膜，如高T超導薄膜、金剛石薄膜、超微粒薄膜以及磁光薄膜等。採用摻雜改性或調變結構改性最佳化薄膜，從而製造出了許多性能優異的薄膜如鉭鋁薄膜、鉭矽薄膜、氮化鉭薄膜、氮化鈦薄膜等。
性能
鉭矽介質薄膜在Si含量為20~50at%範圍內，其介電性能與純β-Ta差不多。在Si含量為35at%左右時，除比容外，其漏電流、擊穿電壓和損耗等電性能均優於純β-Ta的陽極氧化膜。鉭矽介質膜具有很好的熱穩定性。在水溶液和在有機溶液中陽極化得到的介質膜，其介電特性類似（在Si含量小於50at%時）。但對Si含量大於50at%的Ta-Si薄膜，在水溶液中陽極化發生困難，到70at%Si時幾乎不氧化。鉭矽薄膜的特性基本上符合陷阱能級存在下的空間電荷限流的關係。Ta-Si薄膜可同時用來製作電容和電阻，其阻容性能相當良好。
鉭矽薄膜電阻與Ta2N膜電阻相比，除電阻率和電阻溫度係數相近似外，其電阻穩定性有較大的提高，這對製造精度高、高穩定的精密電阻是非常重要的。鉭矽電阻薄膜晶粒很小，表面平整，Ti、Si原子在膜中均勻分布。
製備
簡介
鉭矽薄膜通常用反應濺射和共濺射方法製備，也有用燒結的合金為靶，進行陰極濺射製備，但這種方法只能 製得一種成份的鉭矽薄膜。由於鉭矽薄膜能用一般的濺射工藝澱積，所以生產薄膜的工廠中的基本工藝設備都可以繼續套用，只要改變原材料和製造工藝即可。
直流二級反應濺射
採用直流二級反應濺射的方法，在矽烷和氬氣中用高純鉭靶，直接在微晶玻璃基片上澱積鉭矽薄膜，背景氣壓一般為(6~8)×10-6托，濺射電壓4.5kV，電流密度為0.2~0.4mAcm2，濺射氣壓為1x10-2托，極間距離為6.5cm。澱積速率為80~120A/min，這取決於矽烷分壓。制好鉭矽薄膜後，在真空中進行熱處理。
用四探針儀測量其表面電阻，然後用這個值乘其膜厚，便得到鉭矽薄膜的電阻率：
式中：ρ為電阻率，R12為表面電阻，d為膜厚。
