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反应磁控溅射制备氮化钽扩散阻挡层的研究
  • ISSN号:1672-7126
  • 期刊名称:真空科学与技术学报
  • 时间:2012
  • 页码:751-757
  • 分类:TB34[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50902031,51072039)
  • 相关项目:四面体非晶碳为固贴式薄膜体声波谐振器布喇格反射栅高声阻抗材料的研究
中文摘要:

采用反应磁控溅射在硅衬底上制备了TaN薄膜,研究了氮分压、溅射功率及衬底温度对薄膜晶体结构、表面形貌和电学性能的影响。结果表明,晶体结构随工艺参数的改变发生变化,GIXRD图谱衍射峰强度随溅射功率和衬底温度的增加而增强,氮气分压的增加使择优取向向(111)晶面偏移;TaN薄膜的表面形貌与溅射功率和氮气分压密切相关,与衬底温度的关系不大,其粗糙度随溅射功率的增加而增大,随氮气分压的增加而减小;TaN薄膜的方块电阻随溅射功率的增加逐渐减小,随氮气分压的增加逐渐增大,温度对方块电阻的影响不大;对Cu/TaN/Si互联体系热处理后发现TaN薄膜具有优异的阻挡性能,在600℃时依然可有效阻止Cu向Si的扩散。

英文摘要:

The TaN diffusion barrier layers were deposited by reactive magnetron sputtering on silicon substrates.The influence of the growth conditions,including the N2 partial pressure,sputtering power,and Si substrate temperature on TaN properties was evaluated.The microstructures of the TaN films were characterized with grazing incidence X-ray diffraction(GIXRD),and atomic force microscopy.The results show that the sputtering power and N2 partial pressure strongly affect the surface morphologies of the TaN films.For example,the GIXRD peak intensity increased with the increases of puttering power and substrate temperature;a higher N2 partial pressure moved the preferential growth orientation towards TaN(111).The surface roughness increased with an increase of the sputtering power and a decrease of N2 partial pressure.An increase of sputtering power and a decrease of N2 partial pressure resulted in an increase of the sheet resistance.We found that the TaN films,inserted between Cu coating and SI substrate,effectively block the diffusion of Cu into Si at a temperature up to 600℃.

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期刊信息
  • 《真空科学与技术学报》
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  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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