Ion beam assisted deposition induced composition changes in titanium nitride

Titanium nitride films were produced by a newly developed photon and ion beam assisted deposition system (PHIBAD system). With an electron beam evaporator titanium was deposited on silicon substrates in a controlled nitrogen environment. Optionally, the growing films were bombarded with argon or nitrogen ions and/or illuminated with UV light. With these procedures δ-TiN films with distinct chemical composition were formed. The composition determination was done with elastic recoil detection analysis (ERDA) to avoid the problems usually occurring with standard methods like AES. The results demonstrate that both impurity content and nitrogen to titanium ratio of the films are dependent on the ion current density. UV light illumination also has a positive influence on film composition. Generally, a certain energy transfer to the growing film is necessary to cause composition changes. Titannitrid-Schichten werden mit einer neu entwickelten Anlage zur ionen- und photonengestutzten Deposition (PHIBAD-System) hergestellt. Mittels Elektronenstrahl-Verdampfung wird Titan auf Siliziumsubstraten in einer kontrollierten Stickstoffatmosphare abgeschieden. Durch zusatzliche Bestrahlung mit Argon- oder Stickstoffionen und/oder UV-Licht kann der Wachstumsprozes der Schichten unterstutzt werden. Es werden δ-TiN-Schichten mit einer definierten Zusammensetzung synthetisiert. Die Zusammensetzung wurde mittels der Detektion elastisch gestosener Teilchen (ERDA) bestimmt, um die Probleme bei der Bestimmung der Zusammensetzung mittels AES zu uberwinden. Die Ergebnisse zeigen, das sowohl der Gehalt an Verunreinigungen als auch das Stickstoff-Titan-Verhaltnis in den Schichten von der Ionenstromdichte abhangig ist. Die UV-Licht-Bestrahlung hat einen positiven Einflus auf die Zusammensetzung der Schicht. Im allgemeinen ist die in die wachsende Schicht ubertragene Energie notwendig fur die Anderungen der Zusammensetzung.