[發明專利]生長在硅襯底上的（100）高度擇優取向的氮化鈦薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201710198899.6
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107022744A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 盧乾波;葉輝;白劍;陳超楠
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;C23C14/58
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 林超

1.一種生長在硅襯底上的(100)高度擇優取向的氮化鈦薄膜及其制備方法，其特征在于具體步驟如下：

1)采用單面拋光的基片作為襯底，選用超高真空磁控濺射設備，將經過RCA標準清洗的基片放置于旋轉加熱臺面上，調整基片與靶材之間的距離；

2)蓋上真空腔蓋，抽取本底真空，通入氮氣和氬氣，選取直流磁控濺射模式，進行磁控濺射；

3)磁控濺射后，停止通入氮氣和氬氣，抽真空后進行真空退火；

4)真空退火后關閉分子泵，待降溫至100至150度，關閉機械泵，打開放氣閥，待旋轉加熱臺面溫度降至常溫時取出樣品，獲得所述氮化鈦薄膜。

2.根據權利要求1所述的一種生長在硅襯底上的(100)高度擇優取向的氮化鈦薄膜及其制備方法，其特征在于：所述步驟2)進行磁控濺射時調整濺射薄膜時的溫度、真空腔的真空度、氮氣氬氣流量比例和總流量以及抽真空退火使得最終制成所述氮化鈦薄膜，并通過控制濺射功率、工作電壓和濺射時間控制薄膜的厚度。

3.根據權利要求1所述的一種生長在硅襯底上的(100)高度擇優取向的氮化鈦薄膜及其制備方法，其特征在于：所述氮化鈦薄膜具有(100)的高度擇優取向，電阻率小于200μohm/cm。

4.根據權利要求1所述的一種生長在硅襯底上的(100)高度擇優取向的氮化鈦薄膜及其制備方法，其特征在于：所述的基片采用(100)晶向硅片，所述靶材為金屬鈦。

5.根據權利要求1所述的一種生長在硅襯底上的(100)高度擇優取向的氮化鈦薄膜及其制備方法，其特征在于：所述步驟2)通入的氮氣流量和氬氣流量比為1：9，氮氣流量為4sccm，氬氣流量為36sccm，總流量為40sccm，真空腔內保持0.15Pa的真空度。

6.根據權利要求1所述的一種生長在硅襯底上的(100)高度擇優取向的氮化鈦薄膜及其制備方法，其特征在于：所述步驟2)磁控濺射時基片溫度在750-850攝氏度范圍。

7.根據權利要求1所述的一種生長在硅襯底上的(100)高度擇優取向的氮化鈦薄膜及其制備方法，其特征在于：所述步驟2)磁控濺射時濺射功率為80到120W，工作電壓為250到350V。

8.根據權利要求1所述的一種生長在硅襯底上的(100)高度擇優取向的氮化鈦薄膜及其制備方法，其特征在于：所述步驟2)在進行磁控濺射前，對靶材進行預濺射，功率為80到120W，時長為10到20分鐘。

9.根據權利要求1所述的一種生長在硅襯底上的(100)高度擇優取向的氮化鈦薄膜及其制備方法，其特征在于：所述步驟3)抽真空退火時真空度保持1×10^-5Pa，基片溫度保持在750-850攝氏度，經過20分鐘后完成真空退火。

10.一種生長在硅襯底上的(100)高度擇優取向的氮化鈦薄膜，其特征在于：所述氮化鈦薄膜由權利要求1-9任一所述的方法制成，所述氮化鈦薄膜的化學式為TiN_x，其中0.5＜x＜1.5，具有(100)的高度擇優取向，電阻率小于200μohm/cm。