Surface analysis for sputtered silicon-carbon-nitrogen film.

Abstract

SiC薄膜は電気抵抗が温度とともに変化するので,温度センサー(サーミスター)として用いられている.この適用範囲は約400℃までなのでより高温で使用できるセンサーの開発が要求されている.一方,Si3N4は抵抗が高すぎて適用が難しい.本研究では,これらの中間の特性をもつSi-C-N薄膜をマグネトロンスパッタ装置で作製した.ターゲットをSiCとし窒素分圧を変えて窒素濃度の異なった膜をつくった.この三元系の薄膜の特性評価のため,オージェ電子分光法(AES)とX線光電子分光法(XPS)で原子組成を,XPSで化学結合状態を,X線回折(XRD)で結晶構造を分析した.又,センサーとしての適合性をみるため二端子法で表面電気抵抗を測定した.膜中の窒素濃度とともに表面電気抵抗は指数関数的に増加した.XPSスペクトルから,窒素濃度とともにピーク位置がSiCからSi3N4の位置ヘシフトすることを確認した.高い基板温度で作製すると,窒素濃度が低いときXRDでSiCピークがみられ,表面抵抗が増加した.これらの結果に基づき,Si-C-N薄膜のサーミスターとしての可能性について検討した.