بررسي اثر دماي بازپخت بر تغييرات ساختاري لايه هاي نازك تانتالوم

در اين پژوهش، دو نمونه لايه نازك تانتالوم به روش كند و پاش مغناطيسي جريان مستقيم استوانه اي، بر روي زير لايه ي سيليكون با جهت گيري كريستالي (400) و با زمان كند و پاش 5/1 دقيقه، تحت شرايط كاملاً يكسان در حضور گاز آرگون تهيه گرديد. سپس يك نمونه تحت بازپخت در دماي 750°c به مدت 45 دقيقه در كوره قرار گرفت. آناليزهاي پراش اشعه ايكس، ميكروسكوپ الكتروني رويشي و آناليز ضخامت سنجي نيز به ترتيب براي تشخيص جهت ترجيحي دانه ها، بررسي مورفولوژي سطج و ضخامت لايه هاي نازك قبل و پس از بازپخت استفاده شد. نتايج آناليز پراش اشعه ايكس بيانگر شكل گيري فازآمورف قبل از بازپخت و شكل گيري فاز β در دماي 750°c و در زمان 45 دقيقه مي باشد. اين مطلب بيان مي كند كه دماي بازپخت در كريستاله شدن دانه ها نقش اساسي داشته است. همچنين آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي ، تشكيل فاز β (در دماي 750°c در زمان 45 دقيقه) با مرزبندي دانه ها و جوانه زني فاز α نسبت به قبل از بازپخت را به خوبي نشان مي دهد، اين آناليز همچنين بيان مي كند افزايش دما (باز پخت) سبب نزديك شدن و فشرده شدن نانو ساختارها شده است. آناليز ضخامت سنجي (بيضي سنجي) بيان مي كند ضخامت لايه ها قبل از بازپخت 15 نانومتر و پس از بازپخت به علت درشت شدن دانه ها ضخامت نيز به 11 / 52 نانومتر افزايش يافته است.

In this research, two Tantalum thin films were prepared using DC magnetron sputtering on (400) silicon substrates. After the deposition, one sample was annealed at 750oC for 45 minutes. Structural and morphological properties of the thin films were studied using XRD, SEM and Ellipsometery analysis. The XRD patterns before annealing indicated that the nanostructure is amorphous and after annealing at this temperature, -phase was formed. Ellipsometery analysis demonstrated that annealing temperature increase leads to the more thickness of Tantalum thin films from 15 nm before annealing to 51.11 nm after annealing at 750oC. The Scanning Electron Microscopy (SEM) demonstrated the more temperature leads to compaction of Ta nanostructures