不同调制周期Cu/TaN多层膜的微结构与表面形貌

采用磁控溅射方法在Si(111)基底上沉积不同调制周期的Cu/TaN多层膜,用X射线衍射仪(XRD)与原子力显微镜(AFM)表征薄膜微结构与表面形貌,研究了不同调制周期L薄膜的微结构与表面形貌.结果表明:不同L的TaN调制层均为非晶结构,多晶Cu调制层的晶粒取向组成随着L改变而变化; Cu调制层的表面粗糙度Rrms.大于TaN调制层的Rrms;与Cu单层膜相比,最外层为Cu调制层的Cu/TaN多层膜的Rrms较小;与TaN单层膜相比,最外层为TaN调制层的Cu/TaN多层膜的/Rrms较大;随着L增加,多层膜与对应的单层膜之间的兄Rrms差值逐渐减小.     

磁控溅射Cu膜的织构与残余应力

用磁控溅射工艺在不同沉积温度制备200 nm与2μm厚的Cu膜,并用X射线衍射仪(XRD)与光学相移方法测量薄膜织构与残余应力.结果表明,对于200 nm厚Cu膜,随着沉积温度T增加,晶粒取向组成几乎保持不变,薄膜具有较低拉应力且不断减小;而对于2μm厚Cu膜,随着T增加,Cu<111>/Cu<200>晶粒取向组成比值急剧减小.薄膜具有较大的拉应力且不断减小.根据表面能、应变能及缺陷形成等机制对薄膜残余应力与织构的演化特征进行了分析.     

TiN薄膜表面形貌的分形表征及其演化特征

用反应磁控溅射方法在Si基片上沉积TiN膜,用原子力显微镜(ARM)观察薄膜表面形貌.比较研究了尺码法、盒计数法、功率谱密度法与高度-高度相关函数法计算的表面形貌分形维数Df结果,并研究了TiN膜表面形貌的演化特征.结果表明,功率谱密度法与高度-高度相关函数法计算的Df值与AFM观测尺度不相关,具有较好的稳定性,随着膜厚h增加,薄膜分形维数Df先减小再增加,这是由生长初期基片表面影响与生长后期的晶粒长大所导致的.     

磁控溅射300 nm铜膜的电学性能研究

采用射频磁控溅射方法,在不同的基片温度Ts和偏压Us条件下淀积300 nm厚的Cu膜,用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、四点探针电阻测试仪,研究了薄膜的表面形貌和电阻率。结果表明:Cu膜的表面粗糙度和电阻率随工艺参数的改变而变化。随着Ts的升高,薄膜表面粗糙度Rrms与电阻率ρ均经历了先减小再增加的过程,在Ts<373 K时,表面扩散导致薄膜表面平滑,而当Ts>373 K时,晶粒长大诱导表面粗化;当Ts<673 K时,ρ随着Ts的增加而不断减小,但是,当Ts>673 K时,晶粒发生团聚而造成其几何形态和分布方式改变,进而导致ρ异常增加。随着Us的增加,Rrms呈现出先降低再增加的趋势,而ρ则逐渐递减。