Введение
Нитрид тантала (TaN) - химическое соединение, нитрид тантала. Существует несколько фаз соединений, стеохиметрически от Ta2N до Ta3N5, включая TaN. В качестве тонкой пленки TaN используется в качестве диффузионного барьера и изоляционного слоя между медными соединениями в заднем конце линии компьютерных чипов. Нитриды тантала также используются в тонкопленочных резисторах.
Фазовая диаграмма
Танталовая азотная система включает в себя несколько состояний, включая твердый раствор азота в тантале, а также несколько нитридных фаз, которые могут отличаться от ожидаемой стехиометрии из-за вакансий в решетке. При обжиге богатых азотом "TaN" может быть получена смесь из двух фаз TaN и Ta5N6.
Подготовка
TaN часто изготавливается в виде тонких пленок. Методы осаждения пленок включают в себя реактивное распыление магнитоном в радиочастотном диапазоне, распыление постоянным током, синтез при высокой температуре (SHS) с помощью "сжигания" порошка тантала в азоте, осаждение при помощи ионного луча (IBAD) и испарение тантала электронным лучем в сочетании с высокоэнергетическими ионами азота. В зависимости от относительного количества N2 осажденная пленка может варьироваться от (fcc) TaN до (шестиугольной) Ta2N по мере уменьшения азота.
Применение
Иногда используется в производстве интегральных схем для создания диффузионного барьера или слоев "клея" между медью или другими проводящими металлами. В случае обработки BEOL (при приблизительно 20 нм) медь сначала покрывается танталом, затем TaN с использованием физического осаждения пара (PVD); эта медь с барьерным покрытием затем покрывается большей медью с помощью PVD и пропитывается медью с электролитическим покрытием, прежде чем быть механически обработанной (мельница / полировка). Он также применяется в тонкопленочных резисторах. Он имеет преимущество перед нихромными резисторами в виде пассивирующей оксидной пленки, устойчивой к влаге.