銅硅體系的擴散和界面反應.pdf

1、本論文利用RBS等分析測試手段分別研究了在退火前后磁控濺射及離化團簇束沉積Cu薄膜和不同Si襯底之間的擴散和界面反應。利用反應擴散理論及硅化物的生長理論對實驗結果進行了分析，并結合定性研究對擴散系數做了估算。 本工作得到了以下幾個有意義的結果： 1.對于Cu/SiO2/Si(111)體系，當退火溫度高于450℃時才產生明顯的擴散。隨著溫度的升高，擴散越明顯。當退火溫度在450℃以下時，沒有銅硅化合物生成。退火溫度較高時，

2、Cu和Si反應生成銅硅化合物。Cu/SiO2/Si(111)樣品由于SiO2自然氧化層的存在抑制了體系的擴散和反應，比Cu/Si體系難于擴散和反應。 2.對于Cu/SiO2/Si(100)體系，當退火溫度高于350℃時才產生明顯的擴散，隨著溫度的升高擴散更明顯。當退火溫度在350℃以下時，沒有銅硅化合物生成。與Cu/SiO2/Si(111)樣品相比，磁控濺射沉積Cu/SiO2/Si(100)樣品更容易發(fā)生擴散和界面反應，這是由襯

3、底和薄膜取向決定的。 3.對中性團簇和離化團簇束在加速電壓為Va=3kV沉積的Cu/SiO2/Si(111)薄膜樣品，在450℃退火時，Cu和Si之間發(fā)生擴散和反應，銅硅化合物生成。這和磁控濺射沉積的Cu/SiO2/Si(111)薄膜樣品測試結果相似。 4.對中性團簇沉積的Cu/Si(111)薄膜樣品，230℃退火時，Cu和Si之間就發(fā)生了擴散和反應，生成了銅硅化合物。這和常規(guī)磁控濺射沉積Cu/Si體系結果相似。