高熵合金AlCrTaTiZrRu/（AlCrTaTiZrRu）N 0.7 扩散阻挡层的制备与性能研究

发布时间：2021-08-24 03:52

　　目的验证15 nm厚度AlCrTaTiZrRu/（AlCrTaTiZrRu）N_0.7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）N_0.7（12 nm）双层阻挡层,随后在双层AlCrTaTiZrRu/（AlCrTaTiZrRu）N_0.7薄膜的顶部沉积50 nm厚的Cu膜,最终制得Cu/AlCrTaTiZrRu/（AlCrTaTiZrRu）N_0.7/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）N_0.7薄膜呈现非晶结构,与Cu膜和Si衬... 

【文章来源】：表面技术. 2020,49(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

Cu/HEA/HEAN0.7/Si样品沉积态及不同温度退火后的SEM截面形貌

·164·表面技术2020年11月失效。这是由于高温退火导致高熵合金组织晶化[17]，形成的多晶界为Cu原子提供了快速扩散的通道，造成Cu和Si原子发生化学反应，生成高阻态Cu-Si化合物。图2Cu/HEA/HEAN0.7/Si复合结构不同温度退火前后的SEM表面形貌Fig.2SEMsurfacemorphologiesofCu/HEA/HEAN0.7/Sicompositestructuresbefore(a)andafter(b—e)annealingatdifferenttemperatures图3Cu/HEA/HEAN0.7/Si叠层结构在高温退火前后的XRD图Fig.3XRDpatternsofCu/HEA/HEAN0.7/Silaminatedstructuresbeforeandafterhightemperatureannealing图4图2e中选区EDS图谱Fig.4EDSspectrumofselectedareainFig.2e图5室温下Si/HEA和Si/HEAN0.7结构XRD图谱Fig.5XRDpatternsofCu/HEA/HEAN0.7/Sistructuresatroomtemperature图6不同温度退火后Cu/HEA/HEAN0.7/Si薄膜表面方阻变化曲线Fig.6CurvesofsurfaceresistanceofCu/HEA/HEAN0.7/Sifilmsafterannealingatdifferenttemperatures

·164·表面技术2020年11月失效。这是由于高温退火导致高熵合金组织晶化[17]，形成的多晶界为Cu原子提供了快速扩散的通道，造成Cu和Si原子发生化学反应，生成高阻态Cu-Si化合物。图2Cu/HEA/HEAN0.7/Si复合结构不同温度退火前后的SEM表面形貌Fig.2SEMsurfacemorphologiesofCu/HEA/HEAN0.7/Sicompositestructuresbefore(a)andafter(b—e)annealingatdifferenttemperatures图3Cu/HEA/HEAN0.7/Si叠层结构在高温退火前后的XRD图Fig.3XRDpatternsofCu/HEA/HEAN0.7/Silaminatedstructuresbeforeandafterhightemperatureannealing图4图2e中选区EDS图谱Fig.4EDSspectrumofselectedareainFig.2e图5室温下Si/HEA和Si/HEAN0.7结构XRD图谱Fig.5XRDpatternsofCu/HEA/HEAN0.7/Sistructuresatroomtemperature图6不同温度退火后Cu/HEA/HEAN0.7/Si薄膜表面方阻变化曲线Fig.6CurvesofsurfaceresistanceofCu/HEA/HEAN0.7/Sifilmsafterannealingatdifferenttemperatures


本文编号：3359224