国家自然科学基金(51271045)
- 作品数：3 被引量：2H指数：1
- 相关作者：郑月红李晓娜董闯李震张坤更多>>
- 相关机构：大连理工大学大连理工常州研究院有限公司兰州理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金教育部重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术金属学及工艺更多>>
- Ti稳定N的三元Cu合金薄膜
- 2016年
- 由于铜与氮不能生成稳定的化合物,使得渗氮的方法不能用于提高铜的表面硬度。通过在Cu中添加能够稳定N的合金元素Ti,探索提高Cu表面硬度的有效方式。用磁控溅射法在Si（100）基体上制备不同Ti、N含量的Cu膜,对三元Cu合金膜进行微结构、硬度以及电阻率的分析。结果表明,加入Ti可以使N以钛氮化合物的形式稳定存在于Cu薄膜中,合金薄膜的硬度比纯Cu膜（～3.5 GPa）有了很大的提高,特别是Cu80.2Ti9.8N10.0薄膜在400℃/1 h退火后硬度依然为5.4 GPa。Ti、N含量高的Cu81.2Ti9.9N8.9薄膜的电阻率（～660μΩ·cm）比Cu88.5Ti4.3N7.2薄膜（～123μΩ·cm）高很多,但两薄膜的硬度却都约为5.2 GPa,所以,薄膜中并不是Ti、N含量越高性能越好,因此应该合理控制各组元含量。
- 李晓娜赵丽荣郑月红董闯
- 关键词：CU合金磁控溅射电阻率
- 基于团簇模型设计的Cu-Cu_(12)-[M_(x/(12+x))Ni_(12/(12+x))]_5(M=Si,Cr,Cr+Fe)合金抗高温氧化研究被引量：1
- 2014年
- 文章在稳定固溶体团簇模型的指导下,对白铜合金进行微合金化,将Cu元素在合金中的含量固定为72.22 at.%,改变Ni与M(M为Si,Cr,Cr+Fe)的比例,设计了系列合金成分,并对其抗高温氧化性能及其机制进行了研究.同时加入基体中的Ni-Si元素可以从两方面提高合金的抗氧化性能:以团簇形式加入,形成稳定固溶体结构,可以降低Cu-Ni-Si合金的化学反应活性;Si/Ni比增大后,合金在少量固溶的基础上能析出抗氧化性能优于基体的析出相,且析出越多,抗高温氧化性能越好.所以其抗氧化能力的来源并不是形成致密Si氧化物薄膜.Ni-Cr的同时加入可以明显抑制Cu合金在800?C以下的中温氧化,但其抗高温氧化能力主要与外氧化层中是否形成连续的Cr氧化层有关,因而该系列合金的抗高温氧化能力与Cr/Ni比有密切联系,合理选择团簇内Cr/Ni比例,才能够提高Cu合金的抗高温氧化能力.第四组元Fe和第三组元Cr相比较,不能够起到优先氧化、生成保护性氧化皮的作用,所以Cr,Fe同时添加只能抑制Cu在800?C以下的中温氧化,却不能够提高Cu合金的抗高温氧化能力.
- 李晓娜郑月红李震王苗张坤董闯
- 基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计被引量：1
- 2020年
- 随着超大规模集成电路的发展,器件特征尺寸不断缩小,必然会出现Cu互连扩散阻挡层厚度无法进一步减小等瓶颈问题。因此,开发新型无扩散阻挡层Cu合金薄膜(Cu种籽层)势在必行。该新型互连结构在长时间的中高温(400~500℃)后续工艺实施过程中,需同时具备高的稳定性(不发生互扩散反应)和低的电阻率。基于此,首先综述了目前无扩散阻挡层结构的研究现状及问题,然后对基于稳定固溶体团簇模型设计制备的无扩散阻挡Cu-Ni-M薄膜的研究工作进行了梳理,通过多系列薄膜微观结构、电阻率及稳定性的对比,深入探讨了第三组元M的选择原则及其对薄膜热稳定性的影响。为进一步验证稳定固溶体团簇模型的有效性,对第二组元的变化进行了相关讨论。结果证实,选取原子半径略大于Cu、难扩散且难溶的元素作为第三组元M,薄膜表现出良好的扩散阻挡能力;当M/Ni=1/12,即合金元素完全以团簇形式固溶于Cu基体时,薄膜综合性能达到最优,能够满足微电子行业的要求。所有研究表明,稳定固溶体团簇模型在无扩散阻挡层Cu合金薄膜的成分设计方面十分有效,该模型也有望在耐高温Cu合金及抗辐照材料成分设计方面推广使用。
- 杨冕利助民李晓娜李南军郑月红朱瑾董闯
- 关键词：热稳定性电阻率
