Cu/Cu(Ge,Zr)/SiO2/Si多层膜界面可控反应及热稳定性研究

金属学报, 2013, 49(10): 1264-1268. doi: 10.3724/SP.J.1037.2013.00284

Cu/Cu(Ge,Zr)/SiO2/Si多层膜界面可控反应及热稳定性研究

张彦坡 ^1, , 任丁 ^2, , 林黎蔚 ^3, , 杨斌 ^4, , 王珊玲 ^5, , 刘波 ^6, , 徐可为 ^7,

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,成都,610064

2.四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,成都,610064

3.四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,成都,610064

4.四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,成都,610064

5.四川大学分析测试中心,成都,610064

6.四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,成都,610064

7.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,西安,710049

基金项目: Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education(20100181120112) National Natural Science Foundation of China(.11075112 and 11005076) 国家自然科学基金项目11075112和11005076,高等学校博士点专项基金项目20100181120112以及科技部国际热核聚变实验堆计划专项项目2011GB110005资助 National Magnetic Confinement Fusion Program of China(2011GB110005)

关键词： Cu(Ge,Zr)薄膜 , 界面反应 , 选择性自反应 , 热稳定性

CONTROLLED REACTION ON INTERFACE OF Cu/Cu(Ge, Zr)/SiO2/Si MULTILAYER FILM AND ITS THERMAL STABILITY

Keywords： Cu(Ge,Zr) film , interface reaction , selectable reaction , thermal stability

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.

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