AlCrTaTiZrMo高熵合金氮化物扩散阻挡层的制备与表征

• 作者: 李倩倩 李旻旭 李炳毅 李荣斌 蒋春霞
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 高熵合金 磁控溅射 扩散阻挡层 Cu互连 退火 薄膜
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 专题——高熵合金涂层
• 页码范围: 125-129,166
• 页数: 6页
• 分类号: TG174.44
• 字数: 2763字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.06.013

摘要

目的 制备15nm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(AlCrTaTiZrMo)N高熵合金氮化物薄膜,然后在薄膜上沉积150hm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7h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 15 nm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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李荣斌	上海电机学院材料学院	39	108	5.0	8.0
5	蒋春霞	上海电机学院材料学院	6	5	1.0	2.0
6	李旻旭	上海电机学院材料学院	1	3	1.0	1.0
10	李炳毅	上海电机学院材料学院	1	3	1.0	1.0
11	李倩倩	上海电机学院材料学院	1	3	1.0	1.0