不同偏压下DCMS和DCMS/HiPIMS共溅射铜薄膜的结构和性能

作者：黄敏; 易勇^*; 刘艳松; 谢春平; 何智兵

来源：西南科技大学学报, 2023, 38(03): 1-29.

DOI：10.20036/j.cnki.1671-8755.2023.03.001

• 直流磁控溅射
• 高功率脉冲磁控溅射
• 铜薄膜
• 衬底偏压
• 硬度
• 电阻率

采用DCMS(直流磁控溅射)和DCMS/HiPIMS(直流磁控溅射/高功率脉冲磁控溅射)共溅射在不同负偏压下沉积铜薄膜，使用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、白光干涉仪、纳米压痕技术和四点探针法对薄膜的晶体取向、形貌、粗糙度、力学和电学性能进行表征。结果表明：与DCMS铜薄膜相比，随着负偏压增加，DCMS/HiPIMS共溅射铜薄膜晶粒尺寸先减小后增大，Cu(111)取向减弱，硬度逐渐增大，电阻率逐渐降低；高负偏压(100 V)下Cu(111)向Cu(220)转变，薄膜致密，表面粗糙度减小，硬度增大(约3.5 GPa),电阻率降低(约2μΩ·cm)。铜薄膜的结构和性能强烈依赖于由HiPIMS和负偏压共同决定的铜离子通量和能量。

• 出版日期2023
• 单位中国工程物理研究院激光聚变研究中心; 西南科技大学