Einfluss der Sputterparameter auf Morphologie, Phasenbildung und elektrische Eigenschaften von dünnen Tantalschichten

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Wie Untersuchungen zur Schichtmorphologie von gesputterten Ta-Dünnfilme zeigen, können drei verschiedene Schichttypen durch Variation des Kammerdrucks bei konstanter Plasmaleistung auf nominal ungeheizten Substraten realisiert werden. Im Kammerdruckbereich von 0,3 bis 6 Pa ist die Schichtstruktur von dicht über kolumnar bis hin zu offenporös definiert einstellbar. Diese Ergebnisse korrelieren mit den gemessenen, elektrischen Daten, die einen deutlichen Anstieg des spezifischen elektrischen Widerstandes mit steigendem Kammerdruck zeigen. Mit Hilfe von XRD-Messungen, aus denen die mittlere Korngröße bestimmt wurde, konnte über das Modell von Mayadas und Shatzkes der Reflektionskoeffizient der Ladungsträger an Korngrenzen als weitere, charakteristische Größe von Dünnfilmen für eine Vielzahl von Abscheideparametern bestimmt werden. Ferner wurde bei der Auswertung die von den Abscheidebedingungen und der Schichtdicke abhängige Ausbildung unterschiedlicher Ta-Phasen mit ihren stark unterschiedlichen Materialeigenschaften mitberücksichtigt.