【摘要】：銅作為金屬材料,因其具有良好的化學(xué)性質(zhì)和導(dǎo)電特性,在微電子工業(yè)生產(chǎn)中扮演著越來越重要的角色。Cu薄膜的微觀結(jié)構(gòu),如晶體學(xué)取向、晶界類型和殘余應(yīng)力等等均會直接影響著電子元器件的可靠性和壽命。納米Cu薄膜不僅保留了純銅原有的特性,而且具備著比純銅更好的物理和化學(xué)特性。因此,納米Cu薄膜是一種非常有應(yīng)用前景的薄膜材料。本研究采用電阻加熱蒸發(fā)法在不同的條件下制備了納米Cu薄膜,并用快速退設(shè)備對納米Cu薄膜分別在300℃、500℃、700℃下進行退火處理。應(yīng)用透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀和硬度測試儀等對退火前和退火后的樣品進行分析。研究結(jié)果表明:Cu薄膜的沉積速率與蒸發(fā)電流強度幾乎呈線性關(guān)系,隨著蒸發(fā)電流強度的增大沉積速率也在不斷的增大,并且隨著薄膜厚度的增加,沉積速率也逐漸的變快。當(dāng)蒸鍍電流強度逐漸增大時,成膜晶粒的粒徑也在逐漸增大并且其膜表面也變的相對粗糙些。蒸發(fā)源與基底之間的距離對Cu薄膜的沉積速率影響也非常大,經(jīng)過多組實驗驗證,當(dāng)蒸發(fā)源和基底之間的距離保持在15cm時,Cu薄膜的沉積速率相對比較高。經(jīng)過XRD測試發(fā)現(xiàn),當(dāng)電流強度在60A 120A變化時,Cu薄膜的生長擇優(yōu)取向為(111)晶面和(200)晶面,并且隨著電流強度的增大其I(111)/I(200)的值在減小。退火溫度的升高會使Cu薄膜(111)晶面的界面能降低并且促使其向著(111)和(200)的織構(gòu)發(fā)展。在700℃退火時,晶體的晶面間距會變小,可以提高晶體的結(jié)晶度、致密性和力學(xué)性能。在Si(111)面上沉積的Cu薄膜的結(jié)晶度、致密性和力學(xué)性能都優(yōu)于在玻璃基底上沉積的Cu薄膜。通過對實驗樣品的分析和測試,可以發(fā)現(xiàn)用電阻加熱蒸發(fā)法制備出的Cu薄膜具有結(jié)晶度高、致密性好和表面潔凈等優(yōu)點。
[Abstract]:Copper, as a metal material, plays a more and more important role in the production of microelectronics because of its good chemical and conductive properties. The microstructure of Cu thin films, such as crystallographic orientation, Grain boundary type and residual stress will directly affect the reliability and lifetime of electronic components. Nanocrystalline Cu films not only retain the original properties of pure copper, but also have better physical and chemical properties than pure copper. Therefore, nanocrystalline Cu film is a promising thin film material. Nano-sized Cu thin films were prepared by electrical resistance heating evaporation under different conditions, and then annealed at 300 鈩，

本文編號：2398617