高熵合金AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7扩散阻挡层的制备与性能研究

• 作者: 张如林 李荣斌 蒋春霞 陈童童
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 高熵合金 非晶结构 磁控溅射 扩散阻挡性 退火
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 表面功能化
• 页码范围: 161-167
• 页数: 7页
• 分类号: TG156
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.11.017

摘要

目的 验证15 nm厚度AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7的势垒层热稳定性和扩散阻挡性能.方法 采用直流磁控溅射技术在n型Si(111)基片上真空溅射沉积15 nm的AlCrTaTiZrRu(3 nm)/(AlCrTaTiZrRu)N0.7(12 nm)双层阻挡层,随后在双层AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7薄膜的顶部沉积50 nm厚的Cu膜,最终制得Cu/AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7/Si复合薄膜试样.将样品在真空退火炉中分别进行600～900℃高温退火30 min,以模拟最恶劣的应用环境.用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、四探针电阻测试仪(FPP)以及原子力显微镜(AFM)对试样的表面形貌、物相组成、化学成分、方块电阻和粗糙度进行表征分析.结果 沉积态AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7薄膜呈现非晶结构,与Cu膜和Si衬底的结合良好.在800℃退火后,Cu/AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7/Si薄膜系统结构完整,膜层结构界面之间未出现分层现象,表面Cu颗粒团聚现象加剧,Si衬底和Cu膜表面未发现Cu-Si化合物生成,薄膜方阻保持在较低的0.070?/sq;900℃退火后,薄膜系统未出现层间分离和空洞现象,Cu膜表面形成孤立的大颗粒Cu-Si化合物,薄膜电阻率大幅上升.结论 AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7双层结构在800℃退火后仍能有效抑制Cu与Si相互扩散,其非晶结构增强了Cu/HEA/HEAN0.7/Si体系的热稳定性和扩散阻挡性.

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		7	5	1.0	2.0
2	陈童童		1	0	0.0	0.0
3	蒋春霞		2	1	1.0	1.0
4	张如林		1	0	0.0	0.0