衬底负偏压及溅射功率对SiO2／Cu薄膜形貌的影响-论文.pdf

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1、材料与结构MaterialsandStructures衬底负偏压及溅射功率对SiO2／Cu薄膜形貌的影响田小丽，张敏刚，陈峰华(太原科技大学，太原030024)摘要：采用射频磁控溅射镀膜技术，分别以不同的衬底负偏压和射频溅射功率下在P型Si(100)基片上制备了SiO：／Cu薄膜。用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行扫描分析，实验结果表明，衬底负偏压和射频溅射功率对SiO／Cu薄膜的表面形貌都有显著的影响。衬底负偏压在0～15V内，薄膜表面颗粒尺寸和均方根粗糙度都随着衬底负偏压的增大呈减小的趋势，而溅射功率在1

2、00~200W内，薄膜表面颗粒尺寸和均方根粗糙度都随溅射功率的升高呈增大的趋势。成膜初期是层状生长模式，后期为岛状生长模式，整个成膜过程是典型的层岛生长模式。关键词：射频磁控溅射；衬底负偏压；溅射功率；薄膜；形貌中图分类号：0484．5文献标识码：A文章编号：1671—4776(20l3)02—0086—04EffectsoftheSubstrateNegativeBiasandSputteringPowerontheMorphologiesofSiO2／CuThinFilmsTianXiaoli，ZhangMinga

3、ng，ChenFenghua(TaiyuanUniversityo／ScienceandTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：SiO2／Cuthinfilmsweredepositedonp-typeSi(100)substratesatdifferentsubstratenegativebiasesandRFsputteringpowerswiththeRFmagnetronsputteringtechnique．Thesur—facemorphologiesofthethi

4、nfilmswerescannedbyAFM．TheexperimentalresultsshowthatthesurfacemorphologiesoftheSiO2／CuthinfilmsaresignificantlyaffectedbythesubstratenegativebiasandRFmagnetronsputteringpower．Thesurfaceparticlesizeandrootmeansquareroughnessofthefilmsbothdecreasewiththeincreasin

5、gofthesubstratenegativebiasat0——15V，andincreasewiththerisingofthesputteringpowerat1O0—200W．Thethinfilmsgrowinthelayermodeattheearlystate，intheislandmodeatthelaterstageandinthetypicallayer—islandmodeinthewholeprocess．Keywords：RFmagnetronsputtering；substratenegati

6、vebias；sputteringpower；thinfilm；mor—phologyDoI：1()．3969／．issn．1671—4776．2013．02．005EEACC：0590性、保护能力强、光透过率高、电绝缘性好、膜层0牢固、致密度高及结构精细等特点，广泛应用在半SiO薄膜是一种重要的介质膜，具有耐腐蚀导体与集成电路、光电子器件、光学元件及耐磨保收稿日期：20121()22基金项目：国家自然科学基金资助项目(61178067)通信作者：张敏刚，E-mail：mgzhang@163．coin86Microna

7、noelectronicTechnologyVo1．50No．2February2013田小丽等：衬底负偏压及溅射功率对SiO。／Cu薄膜形貌的影响有的动能增大，在薄膜表面的迁移能力增强，由于[23WILIIF()RDRE，LIXS，ADDLEMANRS，etal_Me—邻近的原子的相互碰撞、在衬底上进行扩散、凝chanicalstabilityoftemplatedpesoporoussilicathinfilms[J]．MicroporousandMesoporousMaterials，2005，85(3)：聚、堆

8、积、长大，从而导致了薄膜表面均方根粗糙260—266．度增加。E3]WANGCT，WUCL．Electricalsensingpropertiesofsilicaaerogelthinfilmstohumidity口]．ThinSoldFilms，2006，1．5496(2)：658—664．[4]曾其勇，郑晓峰．SiO薄膜制备的