论文摘要
目的制备15 nm的（AlCrTaTiZrMo）N六元高熵合金氮化物薄膜,并对其扩散阻挡性能进行表征。方法使用直流磁控溅射设备在单晶硅上沉积（Al Cr Ta Ti Zr Mo）N高熵合金氮化物薄膜,然后在薄膜上沉积150 nm的Cu,形成Cu/（AlCrTaTiZrMo）N/Si结构。在600℃下,对该结构进行不同时间的退火处理,使用X射线衍射仪（XRD）、四探针测试仪（FPP）、原子力显微镜（AFM）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）研究薄膜成分及退火时间对薄膜组织结构、表面形貌、方块电阻的影响,研究其扩散阻挡性。结果高熵合金氮化物薄膜与基体Si和Cu的结合性较好。沉积态高熵合金氮化物薄膜为非晶结构,表面光滑平整,方块电阻阻值较低。在600℃下经1h退火后,薄膜仍为非晶结构,表面发生粗化。随着退火时间增加,5h退火后,结构中出现少量纳米晶,大部分仍为非晶,表面粗糙度增加。退火7 h后,结构没有发生变化,仍为非晶包裹纳米晶结构,Cu表面生成部分岛状物,方块电阻阻值仍然较低,且无Cu-Si化合物生成,证明（AlCrTaTiZrMo）N高熵合金氮化物薄膜在长时间退火处理后,仍能保持良好的铜扩散阻挡性。结论 15nm的（AlCrTaTiZrMo）N高熵合金氮化物薄膜在600℃下退火7h后,其非晶包裹纳米晶的结构能有效阻挡Cu的扩散,表现出了优异的热稳定性与扩散阻挡性。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 李荣斌,李旻旭,蒋春霞,李炳毅,李倩倩
关键词: 高熵合金,磁控溅射,扩散阻挡层,互连,退火,薄膜
来源: 表面技术 2019年06期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑
专业: 材料科学,金属学及金属工艺,工业通用技术及设备
单位: 上海电机学院材料学院,上海理工大学材料科学与工程学院
基金: 国家自然科学基金(51671125),上海市自然科学基金(16ZR1412800)~~
分类号: TG139;TB383.2
DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.06.013
页码: 125-129+166
总页数: 6
文件大小: 1956K
下载量: 253