不同氮气流量AlCrTaTiZr高熵合金氮化物薄膜扩散阻挡性能研究

• 作者: 居健 李荣斌 王馨 聂朝阳 蒋春霞
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 高熵合金 退火 热稳定性 扩散阻挡性能 磁控溅射
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 表面强化及功能化
• 页码范围: 163-171
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.4
• 字数: 6040字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.10.020

摘要

目的 提高铜互连扩散阻挡层的失效温度.方法 采用磁控溅射方法制备了不同氮气流量下的Cu/AlCrTaTiZrNx/Si高熵合金薄膜体系,使用真空退火炉对Cu/AlCrTaTiZrNx/Si高熵合金薄膜体系分别进行600、700、800、900℃的真空退火,并利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电子显微镜(TEM)等表征手段对薄膜的组织结构、三维形貌等进行表征.结果 不通入氮气时,高熵合金薄膜为非晶状态.随着氮气流量的增加,薄膜的结晶性越来越好,薄膜为FCC结构.随着氮气流量的增加,高熵合金薄膜表面粗糙度呈现下降的趋势,在氮气流量为20％时,高熵合金氮化物薄膜的致密性最好.Cu/AlCrTaTiZrN20/Si薄膜体系的扩散阻挡层结构主要为非晶包裹的纳米晶结构.薄膜在800℃退火后,没有Cu-Si化合物存在,薄膜方阻为0.0937Ω/□;在900℃退火后,Cu/AlCrTaTiZrN20/Si薄膜体系中Si基体部分出现不规则五边形状的大颗晶粒Cu-Si化合物.结论 AlCrTaTiZrNx高熵合金氮化物薄膜的扩散阻挡性能随着氮气流量的增加,呈现先增加后降低的趋势.在氮气流量为20％时,高熵合金氮化物薄膜的扩散阻挡性能最优,800℃高温退火后仍发挥阻挡作用.

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	王馨	上海电机学院材料学院	7	14	2.0	3.0
9	蒋春霞	上海电机学院材料学院	6	5	1.0	2.0
13	聂朝阳	上海电机学院材料学院	1	0	0.0	0.0
14	居健	上海电机学院材料学院	2	0	0.0	0.0