文献类型：期刊文章

作　　者：蒋春霞[1,2] 李荣斌[1,2] 王馨[1,2] 聂朝阳[1] 居健[1]

JIANG Chun-xia;LI Rong-bin;WANG Xin;NIE Zhao-yang;JU Jian(School of Materials Science and Engineering,Shanghai Dianji University,Shanghai 201306,China;School of Shanghai Engineering Research Center of Hot Manufacturing,Shanghai Dianji University,Shanghai 201306,China)

机构地区：[1]上海电机学院材料学院,上海201306 [2]上海电机学院上海大件热制造工程技术研究中心,上海201306

出　　处：《表面技术》

基　　金：国家自然科学基金(51671125);上海闵行领军人才计划~~

年　　份：2019

卷　　号：48

期　　号：10

起止页码：163-171

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSA、CSA-PROQEUST、CSCD、CSCD2019_2020、EI、JST、RCCSE、ZGKJHX、核心刊

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。

关 键 词：高熵合金 退火 热稳定性 扩散阻挡性能  磁控溅射

分 类 号：TG174.4]