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Cu互连中Zr嵌入层对ZrN阻挡层热稳定性的影响

翟艳男 , 杨坤 , 张晖 , 汤艳坤 , 张丽丽

稀有金属材料与工程

在不同的衬底偏压下,用射频反应磁控溅射的方法在Si (100)衬底和Cu膜间制备了ZrN/Zr/ZrN堆栈结构的阻挡层.研究了Zr层的插入对ZrN扩散阻挡性能的影响,结果表明:随着衬底偏压的升高,阻挡层的电阻率降低,ZrN呈(111)择优取向;Zr层的插入使ZrN阻挡层的失效温度至少提高100℃,750℃仍能有效地阻止Cu的扩散,阻挡性能提高的主要原因可能是高温退火时形成的ZrO2阻塞了Cu快速扩散的通道.

关键词: ZrN/Zr/ZrN膜 , 扩散阻挡层 , Cu互连 , 射频反应磁控溅射

高介电HfOxNy薄膜的微结构及界面特性的研究

陈元安 , 王莹

硅酸盐通报

本文采用射频反应磁控溅射氧化铪钯的方法,在硅衬底成功制备了高介电HfOxNy薄膜.利用XRD研究了氮的参入对薄膜微结构的影响,结果表明,氮的参入可以提高薄膜的晶化温度;傅立叶红外吸收光谱研究表明高温退火导致了HfOxNy薄膜与Si之间界面层的生长,并且随着退火温度的升高,界面层逐步增厚.

关键词: HfOxNy薄膜 , 射频反应磁控溅射 , 微结构 , 界面特性

磁控溅射温度对Zr-N薄膜扩散阻挡性能的影响

丁明惠 , 张宏森 , 张丽丽 , 王颖

功能材料

在不同的沉积温度下,用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了Zr-N阻挡层.用四探针电阻测试仪(FPP)、AFM、XRD、AES研究了沉积温度对Zr-N薄膜扩散阻挡性能的影响.沉积态的XRD、AFM结果表明,随着沉积温度的升高,Zr-N薄膜的结构由非晶态向晶态转变,晶粒的尺寸增大;650℃退火后的FPP、XRD、AES的对比结果说明沉积温度的升高有利于提高Zr-N薄膜的扩散阻挡性能.

关键词: Zr-N薄膜 , 扩散阻挡层 , Cu互连 , 射频反应磁控溅射

射频反应磁控溅射制备ZnO薄膜的微结构及其光学性能

夏齐萍 , 汪小小 , 吕建国 , 宋学萍 , 孙兆奇

人工晶体学报

采用射频反应磁控溅射技术在石英和Si衬底上制备了高度c轴择优取向的ZnO薄膜,样品的氧氩流量比分别为10:40,20:40,30:40,40:40.利用X射线衍射仪、表面轮廓仪、原子力显微镜和紫外-可见分光光度计研究了样品的微结构与光学特性.研究表明:氧氩流量比为30:40的样品结晶质量最好.所制备的ZnO薄膜的可见光平均透射率均大于87%.随着氧氩流量比的增大,薄膜的透射率呈非单调变化,氧氩流量比为30:40的样品在可见光范围的平均透射率可达93%.光学带隙随着氧氩流量比的增大,先增大后减小.与块材ZnO的带隙(3.37 eV)相比,ZnO薄膜的带隙均变窄.

关键词: 射频反应磁控溅射 , ZnO薄膜 , 微结构 , 光学性能

Zr层插入对Ta-N扩散阻挡性能的影响

丁明惠 , 张丽丽 , 盖登宇 , 王颖

稀有金属材料与工程

在不同的沉积温度下,用射频反应磁控溅射方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备Ta-N/Zr阻挡层,研究Zr层的插入对Ta-N扩散阻挡性能的影响.结果表明:不同沉积温度下制备的Ta-N均为非晶态结构;Zr层的插入使Ta-N阻挡层的失效温度至少提高100℃,在800℃仍能有效地阻止Cu的扩散.阻挡性能提高的主要原因是高温退火时形成低接触电阻的Zr-Si层.

关键词: Ta-N/Zr薄膜 , 扩散阻挡层 , Cu互连 , 射频反应磁控溅射

Cu互连中Ta-Si-N/Zr阻挡层热稳定性的研究

丁明惠 , 毛永军 , 王本力 , 盖登宇 , 郑玉峰

稀有金属材料与工程

用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备Ta-Si-N(10 nm)/Zr(20 nm)双层结构的扩散阻挡层.Cu/Ta-Si-N/Zr/Si样品在高纯氮气的保护下从600至800℃退火1 h.通过四探针电阻测试仪(FPP)、SEM、XRD和AES研究Cu/Ta-Si-N/Zr/Si系统在退火过程中的热稳定性.结果表明:沉积到Zr膜上的Ta-Si-N表面平坦,为典型的非晶态结构;Cu/Ta-Si-N/Zr/Si样品650℃以上退火后Zr原子扩散到Si中形成的ZrSi2能有效地降低Ta-Si-N与Si之间的接触电阻;Ta-Si-N/Zr阻挡层750℃退火后仍能有效地阻止Cu的扩散.

关键词: Ta-Si-N/Zr , 扩散阻挡层 , Cu互连 , 射频反应磁控溅射

超薄纳米晶Zr-N扩散阻挡性能及其热稳定性的研究

丁明惠 , 张丽丽 , 盖登宇 , 王颖

功能材料

用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了25nm的纳米晶Zr-N阻挡层,Cu/Zr-N/Si样品在高纯氮气保护下退火至700℃.用四探针电阻测试仪(FPP)、AFM、SEM、XRD、AES研究了溅射参数对Zr-N薄膜电阻率和扩散阻挡性能的影响.实验结果表明,N2分压从20%增加到25%,电阻率快速增高;溅射偏压不同,Zr-N的结构可由非晶态结构转变为纳米晶.纳米晶Zr-N阻挡层650℃退火1h后仍能有效地阻止Cu的扩散.

关键词: Zr-N纳米晶 , 扩散阻挡层 , Cu互连 , 射频反应磁控溅射

制备工艺对氧化钨电致变色薄膜性能的影响

罗畅 , 周白杨 , 黄涛 , 吴武地

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2012.02.014

采用WO3陶瓷靶,运用射频反应磁控溅射工艺,通过正交试验方法优化实验参数,制备出性能优异的WO3电致变色薄膜,通过对薄膜进行真空热处理,提高了薄膜变色存储能力.结果表明,氧分量为60%、压强为2.5Pa、功率为145W时制备的薄膜,对光调制幅度(△T)达89.3%.适度温度真空热处理可改善薄膜性能,着色率略有提高,变色存储时间增加(达32h),离子存储能力增大(达3.96mC/cm2),循环稳定性能良好,同时热处理使薄膜晶化,密度增加,变色响应时间增加.

关键词: WO3薄膜 , 射频反应磁控溅射 , 真空热处理 , 电致变色

磁控溅射制备ZrN_x薄膜离子导体性能研究

黄佳木 , 覃丽禄 , 董思勤

功能材料

采用射频反应磁控溅射工艺,以纯Zr为靶材,在WO3/ITO/Glass基片上采用不同工艺参数沉积ZrN_x薄膜,用紫外-可见分光光度计、循环伏安法、X射线衍射仪、扫描电镜等研究了ZrN_x薄膜的离子导电性能.研究结果表明,所制备的ZrN_x薄膜为非晶态,ZrN_x/WO_3/ITO/Glass复合膜的光学调节范围最大达57%以上,在离子传导过程中表现出良好的离子导电性能.

关键词: 射频反应磁控溅射 , 氮化锆薄膜 , 离子导体

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