生长初期Ta膜的表面动态演化行为

摘要

用磁控溅射方法在单晶Si衬底上沉积膜厚为15-250 nm的Ta膜.基于原子力显微镜获得的薄膜表面形貌,用动力学标度理论量化表征薄膜表面动态演化行为.结果表明:当膜厚d＜50 nm时,薄膜生长指数β≈0.17,而d＞50 nm后β≈0.45;随着d增加,粗糙度指数α由0.24逐渐增加到0.69,且在d＞50 nm后趋于稳定.Ta膜的表面动态演化行为揭示了其由小岛聚合结构向连续膜演化的生长过程.与自阴影等非局域效应引起的非稳定行为不同的是,当d＜50 nm时,薄膜表面动态演化的非稳定行为来源于生长初期的小岛聚合,表面小岛沿膜面切向的生长优于沿法向的生长.随着d继续增加,薄膜以连续膜形式生长,表面动态演化趋于稳定.