VNbMoTaWCo高熵合金氮化物擴(kuò)散阻擋層的制備及其熱穩(wěn)定性

編號(hào)：FTJS09285

篇名：VNbMoTaWCo高熵合金氮化物擴(kuò)散阻擋層的制備及其熱穩(wěn)定性

作者：李榮斌 張霞 蔣春霞

關(guān)鍵詞： 高熵合金氮化物薄膜 熱穩(wěn)定性 擴(kuò)散阻擋層 退火 直流磁控濺射

機(jī)構(gòu)： 上海理工大學(xué)材料與化學(xué)學(xué)院 上海電機(jī)學(xué)院材料學(xué)院

摘要： 利用直流磁控濺射鍍膜機(jī)設(shè)置不同氮?dú)饬髁繀��?shù),制備VNbMoTaWCoNx薄膜,氮?dú)饬髁繛?0%時(shí),在潔凈的硅基底上沉積厚度約為15 nm的VNbMoTaWCoN20高熵合金氮化物薄膜,并在其上面再濺鍍一層厚度約為50 nm的Cu膜,最終形成Cu/VNbMoTaWCoN20/Si三層復(fù)合結(jié)構(gòu)。采用四點(diǎn)探針電阻測(cè)試儀(FPP)、X射線衍射儀(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)對(duì)三層復(fù)合結(jié)構(gòu)500℃退火前后的方塊電阻、物相結(jié)構(gòu)、粗糙度以及表面形貌進(jìn)行了分析表征,研究了VNbMoTaWCoN20高熵合金氮化物薄膜作為擴(kuò)散阻擋層的熱穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明,當(dāng)?shù)獨(dú)饬髁空急葹?0%時(shí),VNbMoTaWCo20高熵合金氮化物薄膜為非晶態(tài),且出現(xiàn)了微量納米晶;此氮?dú)饬髁空急认轮苽涞谋∧け砻嫫秸�光滑、致密度最佳、粗糙度�?shù)值最小。Cu/VNbMoTaWCoN20/Si三層復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行500℃退火8 h后,Cu膜的方塊電阻仍然維持在較低的數(shù)值,即0.065Ω/sq,雖然Cu膜發(fā)生團(tuán)聚,但是并未檢測(cè)到高阻態(tài)Cu-Si化合物。VNbMoTaWCoN20高熵合金氮化物薄膜作為擴(kuò)散阻擋層在500℃溫度下退火8 h后,表現(xiàn)出了優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。