磁控濺射法制備W-Cu薄膜的研究.pdf

1、W具有高的熔點(diǎn)、高的密度、低的熱膨脹系數(shù)和高的強(qiáng)度，Cu具有很好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性和高的熱膨脹系數(shù)。由Cu和W復(fù)合成的W-Cu薄膜具有熱穩(wěn)定性高、電阻率低、強(qiáng)度硬度高、避免銅硅間反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于在要求微型化、高性能和低成本的集成電路、大功率激光器和大功率微波器件中。W-Cu薄膜由于具有獨(dú)特的性能，是一種新型功能材料。但是用常規(guī)的方法很難制備出W-Cu薄膜，磁控濺射技術(shù)是一種十分有效的薄膜制備方法。
　　研究中分別采用單靶、雙靶直

2、流磁控濺射法在單晶Si基體和Al2O3陶瓷基體上濺射制備W-Cu薄膜。運(yùn)用掃描電鏡、X射線衍射儀、原子力顯微分析、雙電測(cè)四探針測(cè)試儀及涂層附著力自動(dòng)劃痕儀等手段研究W-Cu薄膜的組織與性能，探討了制備技術(shù)和工藝參數(shù)的影響。獲得的結(jié)果表明:
　　(1)單靶直流磁控濺射法在不同基體上濺射制備的W-Cu薄膜成分相同且都為晶態(tài)結(jié)構(gòu);單晶Si/W-Cu薄膜的彈性模量(E)與顯微硬度（H）大于Al2O3陶瓷W-Cu薄膜的彈性模量（E)與顯微硬

3、度（H);Al2O3陶瓷/W-Cu薄膜厚度是5.665μm，臨界載荷為14.5N;單晶Si/W-Cu薄膜厚度是1.552μm，臨界載荷為9.1N;Al2O3陶瓷/W-Cu薄膜的電阻率是0.697×10-6Ω·m，單晶Si/W-Cu薄膜的電阻率是15.83×10-6Ω·m。
　　(2)對(duì)雙靶直流磁控濺射法，采用正交試驗(yàn)方法，優(yōu)化了磁控濺射法制備W-Cu薄膜工藝。最佳的磁控濺射工藝是:真空度4×10-3pa、Ar氣流量20sccm、預(yù)