Анотація до роботи:

Кучук А.В. Структура та фізичні властивості тонкоплівкових дифузійних бар’єрів W-Ti-N та Ta-Si-N на підкладках арсеніду та нітриду галію. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, 2006.

Дисертація присвячена дослідженню структури та основних фізичних властивостей плівок W-Ti-N та Ta-Si-N, в залежності від вмісту азоту в процесі їх реактивного магнетронного розпиленням.

Процес розпилення плівок W-Ti-N, із збільшенням парціального тиску азоту, розділений на три області: 1) МР – металічний режим; 2) ПР – перехідний режим; 3) НР – нітридний режим. Зміна потоку плівко-утворюючих часток (МР: атоми Ме (W, Ti); ПР: кластери Ме_1-xN_x; НР: атоми Ме та N) приводить до еволюції фазового складу (МР: тверді розчини -W(Ti_x, N_y) з ОЦК – ґраткою; ПР: псевдо аморфна фаза; НР: гомогенний твердий розчин W_xTi_yN_z з ГЦК – ґраткою), до зростання атомної густини та питомого опору плівок. Оптимальні квазі-аморфні дифузійні бар’єри W₆₄Ti₁₆N₂₀, запобігають взаємодифузії між Au та GaAs, до термообробок при 750^оС.

Встановлено, що збільшення потоку азоту в розпилювальній плазмі, а отже і концентрації азоту в плівках Ta-Si-N, приводить до збільшення їх атомної густини, питомого опору та їх аморфізації, що пояснюється „пасивацією” нанозерен TaSi_x атомами азоту, яка перешкоджає їх коалесценцію. Збільшення „ступеня аморфізму”, що корелює із зміною хімічного складу та різким збільшенням питомого опору плівок Ta-Si-N, пояснюється збільшенням в них вмісту фракції нітриду кремнію SiN_x (діелектрик/аморфний), та зменшенням фракції нітриду танталу TaN_x (провідник/полікристалічний). На підставі цієї моделі пояснюється також термічна стабільність плівок Ta₃₄Si₂₅N₄₁ в системах Au-,Ag – GaAs та Au – GaN до 800^оС.

Публікації автора:

1. Кучук А.В., Піотровска А., Голашевска К., Якела Р., Литвин О.С., Кладько В.П., Корчовий А.А., Осадча Н.В. Дослідження термічної стабільності плівок Ta-Si на підкладинках GaAs. // Фізика і хімія твердого тіла. – 2004. – Т. 5. № 1. - С. 85-90.

2. Kuchuk A.V., Ciosek J., Piotrowska A., Kaminska E., Wawro A., Lytvyn O.S., Nowicki L., Ratajczak R. Barrier properties of Ta-Si-N films in Au- and Ag-containing metallization. // Vacuum. – 2004. - V. 74. № 2. - P. 195-199.

3. Kuchuk A.V., Kaminska E., Piotrowska A., Golaszewska K., Dynowska E., Lytvyn O.S., Nowicki L., Ratajczak R. Amorphous Ta-Si-N diffusion barriers on GaAs. // Thin Solid Films. – 2004. - V. 459. № 1. – P. 292-296.

4. Kuchuk A.V., Kladko V.P., Machulin V.F., Piotrowska A., Kaminska E., Golaszewska K., Ratajczak R., Minikayev R. Diffusion barrier properties of reactively sputtered W-Ti-N thin films. // Rev. Adv. Mater. Sci. – 2004. – V. 8. № 1. - P. 22-26.

5. Kuchuk A.V., Kladko V.P., Machulin V.F., Lytvyn O.S., Piotrowska A., Minikayev R., Jakiela R. Effect of nitrogen in Ta-Si-N thin films on properties and diffusion barrier performances. // Met. Phys. Adv. Technol. - 2005. - V. 27. № 5. - P. 625-634.

6. Kuchuk A.V., Kladko V.P., Lytvyn O.S., Piotrowska A., Minikayev R.A., Ratajczak R. Relationship between condition of deposition and properties of W-Ti-N thin films prepared by reactive magnetron sputtering. // Advanced Engineering Materials. – 2006. – V. 8. № 3. – P. 209-212.

7. Кучук А.В., Piotrowska A., Golaszewska K., Jakiela R., Литвин О.С., Корчевой А.А. Исследование термической стабильности пленок TaSi_х на подложках GaAs. // Матеріали IX Міжнародної Конференції „Фізика і Технологія Тонких Плівок” (Івано-Франківськ, Україна). – 2003. – Т. 1. – C. 143-144.

8. Kuchuk A., Ciosek J., Kaminska E., Piotrowska A., Dynowska E., Barcz A., Jakiela R., Wawro A., Turos A. Amorphous Ta-Si-N Diffusion Barriers on GaAs. // Abstracts of 2^nd Annual Conference of the German Vacuum Society and 8^th European Vacuum Congress (Berlin, Germany). – 2003. - P. 217.

9. Kuchuk A., Ciosek J., Piotrowska A., Kamiska E., Dynowska E., Lytvyn O.S. Amorphous sputtered Ta-Si-N films: process parameter and post-deposition annealing influence on electrical feature. // European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes (Lausanne, Switzerland). - 2003.

10. Ciosek J., Kuchuk A., Piotrowska A., Paszkowicz W., Pankowski P., Kamiska E. Study of Ta-Si-N films for use as barrier layer in gold and silver metallizations. // Intern. Workshop on Surface Physics 2003: Metals on Surfaces (Polanica Zdroj, Poland). - 2003.

11. Kuchuk A.V., Piotrowska A., Kaminska E., Golaszewska K., Piotrowski T.T., Kruszka R., Minikayev R., Lytvyn O.S., Turos A. Barrier properties of reactively sputter-deposited W-Ti-N thin films on GaAs. // Abstracts of 16^th International Vacuum Congress -IVC-16, 12^th International Conference on Solid Surface -ICSS-12, 8^th International Conference on Nanometer-Scale Science and Technology -NANO-8, 17^th Vacuum National Symposium -AIV-17 (Venice, Italy). – 2004. – P. 711.

12. Piotrowska A., Kaminska E., Golaszewska K., Wiatroszak M., Kuchuk A.V., Piotrowski T., Barcz A., Turos A., Dennemarck J., Figge S., Bottcher T., Hommel D. Application of Ta-Si-N thin film diffusion barrier in PdAu metallization to p-type GaN. // Abstracts of IVC-16/ICSS-12/NANO-8/AIV-17 (Venice, Italy). – 2004. - P. 715.

13. Kuchuk A.V., Kladko V.P., Machulin V.F., Piotrowska A., Minikayev R., Lytvyn O.S. Structural analysis of reactively sputtered W-Ti-N thin. // Abstracts of E-MRS 2004 Fall Meeting (Warsaw, Poland). – 2004. P. 130.

14. Kuchuk A.V., Kladko V.P., Piotrowska A., Kaminska E., Golaszewska K., Machulin V.F., Minikayev R., Ratajczak R. Diffusion barrier properties of reactively sputtered W-Ti-N thin films. // Abstracts of E-MRS 2004 Fall Meeting (Warsaw, Poland). – 2004. P. 273.

15. Piotrowska A., Kaminska E., Kuchuk A.V., Golaszewska K., Wiatroszak R., Lukasiewicz R., Piotrowski T., Katcki J., Ratajczak J., Barcz A., Jakiela R., Turos A., Stonert A., Dennemarck J., Figge S., Bottcher T., Hommel D. TaSiN, TiSiN and WTiN diffusion barriers for metallization systems to GaN. // Abstracts of E-MRS 2004 Fall Meeting (Warsaw, Poland). – 2004. P. 99.

16. Кучук А.В., Кладько В.П., Мачулин В.Ф., Литвин О.С., Корчевой А.А, Пиотровска А., Голашевска К. Аморфные Ta-Si-N диффузионные барьеры в системах металлизации полупроводников A^III-B^V. // Тези доповідей II Української наукової конференції з фізики напівпровідників (Чернівці-Вижниця, Україна). – 2004. – Т. 2. – C. 142-143.

17. Kuchuk A.V., Kladko V.P., Machulin V.F. Amorphous diffusion barriers in advanced metallization for microelectronic devices. // Materials of X International Conference on Physics and Technology of Thin Films (Ivano-Frankivsk, Ukraine). – 2005. – V. 2. – P. 142-143.

18. Kuchuk A.V., Kladko V.P., Lytvyn O.S., Piotrowska A., Minikayev R.A., Ratajczak R. Relationship between condition of deposition and properties of W-Ti-N thin films prepared by reactive magnetron sputtering. // Abstracts of E-MRS 2005 Fall Meeting (Warsaw, Poland). – 2005. – P. 175.

19. Kuchuk A., Kladko V., Machulin V., Piotrowska A., Kaminska E., Katcki J. Thermal stability of amorphous Ta₃₄Si₂₅N₄₁ thin films in Au/GaN metallization. // International Workshop on Surface Physics 2005: Advanced and Bio-Materials (Polanica Zdrj, Poland). - 2005.

20. Kuchuk A.V., Kladko V.P., Machulin V.F., Piotrowska A. Mictamict alloys – perspective materials for extremal electronics. // Materials of International Conference “Modern Materials Science: Achievements and Problems” (Kiev, Ukraine). – 2005. – V. 1. – P. 503-504.