銅（Cu）由于其低電阻率、高化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的抗電遷移性,常被用于Si基半導(dǎo)體器件表面金屬化。目前,磁控濺射技術(shù)廣泛應(yīng)用于Cu金屬化領(lǐng)域,尤其是Cu膜的制備方面,但由于濺射過程中靶材粒子離化率較低,薄膜沉積過程中常存在“陰影效應(yīng)”,導(dǎo)致薄膜易出現(xiàn)局部脫落,組織、結(jié)構(gòu)及性能不均勻等問題,大大限制了產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。作為新一代的PVD技術(shù),高功率脈沖磁控濺射技術(shù)（HPPMS）較高的離化率為薄膜的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的調(diào)控提供了無限可能。所以本研究針對Cu薄膜應(yīng)用中存在的問題,提出使用高功率脈沖磁控濺射技術(shù),制備性能優(yōu)異的Cu薄膜。但在HPPMS脈沖放電過程中,等離子特性的復(fù)雜多變也為該技術(shù)的應(yīng)用增加了難度。所以研究也旨在實(shí)現(xiàn)高功率脈沖磁控濺射技術(shù)中等離子特性的調(diào)控,并探究了濺射等離子特性對金屬薄膜結(jié)構(gòu)及性能的影響。研究中,首先通過等離子發(fā)射光譜對比了靶表面、靶前（距靶1 cm）及基片前（距靶10 cm）的等離子組分及離化率的不同,并探究了峰值功率和平均功率對等離子特性及薄膜性能的影響。研究結(jié)果表明:HPPMS濺射時,靶表面的等離子組分中,以Ti離子和Ti原子為主,但氣體粒子（Ar離子及Ar原子）相... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

共振吸收光譜法檢測HPPMS放電過程中主要粒子絕對密度隨時間變化圖

[48]，且設(shè)備較大，成本較高，不易于安裝。圖1-3 多柵式石英微天平（G-QCM）分析儀示意圖[48]圖1-4 無柵式磁場石英微天平（G-QCM）分析儀示意圖[59]圖1-3為多柵式石英微天平（G-QCM）分析儀示意圖。相對于質(zhì)譜儀，多柵式石英微天平（G-QCM）更為小巧簡單，也是一種常用的離化率測量裝置，其主要由一個柵網(wǎng)能量分析器（GEA）加一個石英分析天平（QCM）[48, 49, 60]構(gòu)成。該方法的主要原理是采用兩層?xùn)啪W(wǎng)篩選電子和離子，第一層加負(fù)電壓排除電子的干擾，第二層加一定大小的正電壓阻擋離子。當(dāng)?shù)诙䦟訓(xùn)啪W(wǎng)上所加的正電壓高于等離子體電位時，金屬離子就會被排斥，此時僅中性原子參與成膜，薄膜沉積速率記為Rn；當(dāng)?shù)诙䦟訓(xùn)啪W(wǎng)上所加的電壓低于等離子體電位時，金屬離子和中性原子都會參與成膜，薄膜沉積速率記為Rt。利用QCM測量兩次的沉積速率Rn和Rt，最終可計算出離化率， =1-Rn/Rt。近年

圖1-3 多柵式石英微天平（G-QCM）分析儀示意圖[48]圖1-4 無柵式磁場石英微天平（G-QCM）分析儀示意圖[59]圖1-3為多柵式石英微天平（G-QCM）分析儀示意圖。相對于質(zhì)譜儀，多柵式石英微天平（G-QCM）更為小巧簡單，也是一種常用的離化率測量裝置，其主要由一個柵網(wǎng)能量分析器（GEA）加一個石英分析天平（QCM）[48, 49, 60]構(gòu)成。該方法的主要原理是采用兩層?xùn)啪W(wǎng)篩選電子和離子，第一層加負(fù)電壓排除電子的干擾，第二層加一定大小的正電壓阻擋離子。當(dāng)?shù)诙䦟訓(xùn)啪W(wǎng)上所加的正電壓高于等離子體電位時，金屬離子就會被排斥，此時僅中性原子參與成膜，薄膜沉積速率記為Rn；當(dāng)?shù)诙䦟訓(xùn)啪W(wǎng)上所加的電壓低于等離子體電位時，金屬離子和中性原子都會參與成膜，薄膜沉積速率記為Rt。利用QCM測量兩次的沉積速率Rn和Rt，最終可計算出離化率， =1-Rn/Rt。近年

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]聚酰亞胺柔性基底上磁控濺射金屬銅膜的電學(xué)性能研究[J]. 彭琎,陳廣琦,宋宜馳,谷坤明,湯皎寧.  物理學(xué)報. 2014(13)
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