Cu/Cu（Ge,Zr）/SiO2/Si多层膜界面可控反应及热稳定性研究
来源期刊：金属学报2013年第10期
论文作者：张彦坡 任丁 林黎蔚 杨斌 王珊玲 刘波 徐可为
文章页码：1264 - 1268
关键词：Cu(Ge,Zr)薄膜;界面反应;选择性自反应;热稳定性;
摘 要：利用多靶磁控溅射技术在SiO2/Si基体上沉积Cu/Cu（Ge,Zr）多层薄膜,采用四探针仪（FPPT）,X射线衍射仪（XRD）,高分辨透射电镜（HRTEM）,X射线光电子能谱（XPS）和原位纳米电子束探针能谱（EDS）表征多层薄膜退火前后电阻率、微观结构和界面成分的演变及行为.结果表明,在低温退火阶段（<200℃）,Cu（Ge,Zr）膜层中Ge与Cu选择性反应形成低阻Cu3Ge相,有效抑制Cu与Si的早期扩散;在高温下（>450℃）,Zr原子在Cu3Ge/SiO2界面析出并与SiO2层进一步反应形成稳定非晶ZrOx/ZrSiyOx化合物.Cu（Ge,Zr）薄膜中异质原子及与相邻膜层间分步选择性自反应合成高热稳Cu3Ge/ZrOx/ZrSiyOx复合阻挡层,使Cu/Cu（Ge,Zr）/SiO2/Si多层膜具有高热稳定性.
张彦坡1，任丁1，林黎蔚1，杨斌1，王珊玲2，刘波1，徐可为3
1. 四川大学原子核科学技术研究所辐射物理与技术教育部重点实验室2. 四川大学分析测试中心3. 西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室
摘 要：利用多靶磁控溅射技术在SiO2/Si基体上沉积Cu/Cu（Ge,Zr）多层薄膜,采用四探针仪（FPPT）,X射线衍射仪（XRD）,高分辨透射电镜（HRTEM）,X射线光电子能谱（XPS）和原位纳米电子束探针能谱（EDS）表征多层薄膜退火前后电阻率、微观结构和界面成分的演变及行为.结果表明,在低温退火阶段（<200℃）,Cu（Ge,Zr）膜层中Ge与Cu选择性反应形成低阻Cu3Ge相,有效抑制Cu与Si的早期扩散;在高温下（>450℃）,Zr原子在Cu3Ge/SiO2界面析出并与SiO2层进一步反应形成稳定非晶ZrOx/ZrSiyOx化合物.Cu（Ge,Zr）薄膜中异质原子及与相邻膜层间分步选择性自反应合成高热稳Cu3Ge/ZrOx/ZrSiyOx复合阻挡层,使Cu/Cu（Ge,Zr）/SiO2/Si多层膜具有高热稳定性.
关键词：Cu(Ge,Zr)薄膜;界面反应;选择性自反应;热稳定性;
