目的驗證15 nm厚度AlCrTaTiZrRu/（AlCrTaTiZrRu）N_0.7的勢壘層熱穩(wěn)定性和擴散阻擋性能。方法采用直流磁控濺射技術(shù)在n型Si（111）基片上真空濺射沉積15 nm的AlCrTaTiZrRu（3 nm）/（AlCrTaTiZrRu）N_0.7（12 nm）雙層阻擋層,隨后在雙層AlCrTaTiZrRu/（AlCrTaTiZrRu）N_0.7薄膜的頂部沉積50 nm厚的Cu膜,最終制得Cu/AlCrTaTiZrRu/（AlCrTaTiZrRu）N_0.7/Si復(fù)合薄膜試樣。將樣品在真空退火爐中分別進行600～900℃高溫退火30 min,以模擬最惡劣的應(yīng)用環(huán)境。用場發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）、X射線衍射儀（XRD）、能譜分析儀（EDS）、四探針電阻測試儀（FPP）以及原子力顯微鏡（AFM）對試樣的表面形貌、物相組成、化學(xué)成分、方塊電阻和粗糙度進行表征分析。結(jié)果沉積態(tài)AlCrTaTiZrRu/（AlCrTaTiZrRu）N_0.7薄膜呈現(xiàn)非晶結(jié)構(gòu),與Cu膜和Si襯... 

【文章來源】：表面技術(shù). 2020,49(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Cu/HEA/HEAN0.7/Si樣品沉積態(tài)及不同溫度退火后的SEM截面形貌

·164·表面技術(shù)2020年11月失效。這是由于高溫退火導(dǎo)致高熵合金組織晶化[17]，形成的多晶界為Cu原子提供了快速擴散的通道，造成Cu和Si原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成高阻態(tài)Cu-Si化合物。圖2Cu/HEA/HEAN0.7/Si復(fù)合結(jié)構(gòu)不同溫度退火前后的SEM表面形貌Fig.2SEMsurfacemorphologiesofCu/HEA/HEAN0.7/Sicompositestructuresbefore(a)andafter(b—e)annealingatdifferenttemperatures圖3Cu/HEA/HEAN0.7/Si疊層結(jié)構(gòu)在高溫退火前后的XRD圖Fig.3XRDpatternsofCu/HEA/HEAN0.7/Silaminatedstructuresbeforeandafterhightemperatureannealing圖4圖2e中選區(qū)EDS圖譜Fig.4EDSspectrumofselectedareainFig.2e圖5室溫下Si/HEA和Si/HEAN0.7結(jié)構(gòu)XRD圖譜Fig.5XRDpatternsofCu/HEA/HEAN0.7/Sistructuresatroomtemperature圖6不同溫度退火后Cu/HEA/HEAN0.7/Si薄膜表面方阻變化曲線Fig.6CurvesofsurfaceresistanceofCu/HEA/HEAN0.7/Sifilmsafterannealingatdifferenttemperatures

·164·表面技術(shù)2020年11月失效。這是由于高溫退火導(dǎo)致高熵合金組織晶化[17]，形成的多晶界為Cu原子提供了快速擴散的通道，造成Cu和Si原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成高阻態(tài)Cu-Si化合物。圖2Cu/HEA/HEAN0.7/Si復(fù)合結(jié)構(gòu)不同溫度退火前后的SEM表面形貌Fig.2SEMsurfacemorphologiesofCu/HEA/HEAN0.7/Sicompositestructuresbefore(a)andafter(b—e)annealingatdifferenttemperatures圖3Cu/HEA/HEAN0.7/Si疊層結(jié)構(gòu)在高溫退火前后的XRD圖Fig.3XRDpatternsofCu/HEA/HEAN0.7/Silaminatedstructuresbeforeandafterhightemperatureannealing圖4圖2e中選區(qū)EDS圖譜Fig.4EDSspectrumofselectedareainFig.2e圖5室溫下Si/HEA和Si/HEAN0.7結(jié)構(gòu)XRD圖譜Fig.5XRDpatternsofCu/HEA/HEAN0.7/Sistructuresatroomtemperature圖6不同溫度退火后Cu/HEA/HEAN0.7/Si薄膜表面方阻變化曲線Fig.6CurvesofsurfaceresistanceofCu/HEA/HEAN0.7/Sifilmsafterannealingatdifferenttemperatures


本文編號：3359224