คุณลักษณะของฟิล์มบางแทนทาลัมไนไตรด์บนแผ่นฐานแก้วและโพลีอิไมด์ โดยการเคลือบด้วยวิธีรีแอคทีฟสปัตเตอร์ริง

Abstract

แทนทาลัมไนไตรด์ (TaN) เป็นวัสดุที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวที่เป็นจุดเด่นคือ มีความแข็งแรงในเชิงกลสูง ทนต่อการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี และมีความเสถียรภายใต้อุณหภูมิสูง ฟิล์มบางของ TaN นิยมนำไปใช้เป็นชั้นป้องกันการแพร่ซึมและเป็นฟิล์มตัวต้านทานในวงจรรวม ในงานวิจัยนี้ ฟิล์ม TaN ถูกเคลือบลงบนแผ่นฐานแก้ว และโพลีอิไมด์ (PI) ด้วยวิธีรีแอคทีฟสปัตเตอร์ริงภายใต้บรรยากาศของแก๊ส Ar และ N₂ สัดส่วนของแก๊สผสม กำลังที่ใช้ในการสปัตเตอร์ริง และความดันบรรยากาศได้ถูกควบคุมเพื่อใช้เป็นตัวแปรในการทดลอง จากนั้นโครงสร้างผลึก ลักษณะของผิวหน้า ความต้านทานไฟฟ้า และอัตราการเคลือบฟิล์ม จะถูกตรวจสอบด้วยวิธี X-ray diffraction (XRD) atomic force microscope (AFM) 4-point probe และ stylus profilometer ตามลำดับ จากผลการวัด XRD แสดงให้เห็นว่าโครงสร้าง TaN (111) และ (200) จะก่อตัวขึ้นเมื่อ N₂ ถูกใส่เข้ามาในระบบ โครงสร้างผลึกของฟิล์มจะเริ่มเปลี่ยนไปเป็นอสัญฐานทีละน้อยเมื่อทำการเพิ่มปริมาณของ N₂ ลักษณะผิวหน้า ความต้านทานไฟฟ้า และอัตราการเคลือบฟิล์มมีผลสัมพันธ์กับปริมาณสัดส่วนของ N₂ ภายในระบบเช่นกัน อัตราการเคลือบฟิล์มมีค่าสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง เมื่อทำการเพิ่มกำลังที่ใช้ในการสปัตเตอร์ริง ความดันในการทำงานจะส่งผลต่ออัตราการเคลือบฟิล์มที่มีค่าน้อยลง ผลกระทบจากชนิดของแผ่นฐานส่งผลให้เกิดความแตกต่างในอัตราการเคลือบ และโครงสร้างของฟิล์มบนแผ่นฐานแก้วและ PI