| AlCrTaTiZrMo高熵合金氮化物扩散阻挡层的制备与表征 |
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| 引用本文： | 李荣斌,李旻旭,蒋春霞,李炳毅,李倩倩. AlCrTaTiZrMo高熵合金氮化物扩散阻挡层的制备与表征[J]. 表面技术, 2019, 48(6): 125-129 |
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| 作者姓名： | 李荣斌 李旻旭 蒋春霞 李炳毅 李倩倩 |
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| 作者单位： | 上海电机学院材料学院,上海201306;上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093;上海电机学院材料学院,上海,201306 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（51671125）；上海市自然科学基金（16ZR1412800） |
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| 摘 要： | 目的 制备15 nm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150 nm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1 h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，5 h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7 h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7 h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。
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| 关 键 词： | 高熵合金 磁控溅射 扩散阻挡层 Cu互连 退火 薄膜 |
| 收稿时间： | 2018-07-20 |
| 修稿时间： | 2019-06-20 |
Preparation and Characterization of AlCrTaTiZrMo-nitride Diffusion Barrier Layer |
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| LI Rong-bin,LI Min-xu,JIANG Chun-xi,LI Bing-yi and LI Qian-qian. Preparation and Characterization of AlCrTaTiZrMo-nitride Diffusion Barrier Layer[J]. Surface Technology, 2019, 48(6): 125-129 |
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| Authors: | LI Rong-bin LI Min-xu JIANG Chun-xi LI Bing-yi LI Qian-qian |
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| Affiliation: | 1.School of Materials, Shanghai Dianji University, Shanghai 201306, China;2.School of Material Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China,1.School of Materials, Shanghai Dianji University, Shanghai 201306, China;2.School of Material Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China,1.School of Materials, Shanghai Dianji University, Shanghai 201306, China,1.School of Materials, Shanghai Dianji University, Shanghai 201306, China and 1.School of Materials, Shanghai Dianji University, Shanghai 201306, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | high entropy alloy magnetron sputtering diffusion barrier Cu interconnection annealing thin film |
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