銅硅體系的擴(kuò)散和界面反應(yīng).pdf

1、本論文利用RBS等分析測(cè)試手段分別研究了在退火前后磁控濺射及離化團(tuán)簇束沉積Cu薄膜和不同Si襯底之間的擴(kuò)散和界面反應(yīng)。利用反應(yīng)擴(kuò)散理論及硅化物的生長(zhǎng)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，并結(jié)合定性研究對(duì)擴(kuò)散系數(shù)做了估算。 本工作得到了以下幾個(gè)有意義的結(jié)果： 1.對(duì)于Cu/SiO2/Si(111)體系，當(dāng)退火溫度高于450℃時(shí)才產(chǎn)生明顯的擴(kuò)散。隨著溫度的升高，擴(kuò)散越明顯。當(dāng)退火溫度在450℃以下時(shí)，沒有銅硅化合物生成。退火溫度較高時(shí)，

2、Cu和Si反應(yīng)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(kuò)散和反應(yīng)，比Cu/Si體系難于擴(kuò)散和反應(yīng)。 2.對(duì)于Cu/SiO2/Si(100)體系，當(dāng)退火溫度高于350℃時(shí)才產(chǎn)生明顯的擴(kuò)散，隨著溫度的升高擴(kuò)散更明顯。當(dāng)退火溫度在350℃以下時(shí)，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(kuò)散和界面反應(yīng)，這是由襯

3、底和薄膜取向決定的。 3.對(duì)中性團(tuán)簇和離化團(tuán)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(shí)，Cu和Si之間發(fā)生擴(kuò)散和反應(yīng)，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(cè)試結(jié)果相似。 4.對(duì)中性團(tuán)簇沉積的Cu/Si(111)薄膜樣品，230℃退火時(shí)，Cu和Si之間就發(fā)生了擴(kuò)散和反應(yīng)，生成了銅硅化合物。這和常規(guī)磁控濺射沉積Cu/Si體系結(jié)果相似。