卓上型スパッタ装置 SSP1000で窒化チタン(TiN)を成膜してみた

皆さん、“窒化チタン(TiN)”って聞いたことがあるでしょうか?

窒素(N2)とチタン(Ti)の化合物で
ものすごく堅いので切削工具の表面コーティングや
薄い窒化チタンの膜は金に似た色をしているので装飾にも使われています。

↓窒化チタンについて詳しくはこちら
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%AA%92%E5%8C%96%E3%83%81%E3%82%BF%E3%83%B3

チタンのターゲットを装着してアルゴンのみでスパッタリングすると
単純にチタンの膜ができあがるのですが、
アルゴンガスにちょっとだけ窒素を混ぜてスパッタリングすることで
窒化チタンの膜を成膜することができます。

これを”反応性スパッタ法”といいます。

アルゴン+窒素で窒化反応
アルゴン+酸素で酸化反応の成膜ができるので、
ターゲットとの組み合わせ次第でいろいろな膜を作ることができます。

今回は卓上型スパッタ装置 SSP1000 で反応性スパッタ法を使って
窒化チタンを成膜した一例をご紹介します。

成膜前のシリコンウエハの写真(銀色です)

 

成膜中のSSP1000の様子

成膜中の卓上スパッタ装置 SSP1000の様子です。
この時の条件はこんな感じ

  • ターゲット :Ti
  • 導入GAS :Ar+N2
  • スパッタ圧 :0.55Pa
  • RFパワー :300W
  • スパッタ時間 :100min
  • 基板回転 :5rpm
  • T-S間距離 :70mm
  • 被成膜基板  :3″Siウエハ

窒化チタン成膜後のシリコンウエハ
成膜後のシリコンウエハの写真(金ピカになりました)

卓上型スパッタ装置で窒化チタン
加工現場で使用している窒化コーティング工具と色比較してみました。
工具の方が黄色味をおびているように見えますね。
母材のせいなのか、条件の違いなのか…
反応性スパッタ法、奥が深いです。

窒化チタンを成膜したシリコンウエハ

最後にマスキング用のテープを剥がしたところです。
しっかり色変化していることがわかりますね。
黒の点々は段差計を使用して膜厚を測定するポイントをマーキングしたものです。

 

SSP1000 卓上型スパッタ装置

卓上型スパッタ装置の詳しい説明を見る

 

 

注:本ページはSSP1000を使用した一例を示したものであり
色、硬度等の一切の膜質を保証するものではありません。