磁控溅射沉积Cu-W薄膜的特征及热处理的影响

来源期刊：材料导报2011年第6期

论文作者：周铖 孙勇 郭中正 殷国祥 彭明军

文章页码：97 - 101

关键词：Cu-W合金薄膜;纳米晶结构;热处理;显微硬度;电阻率;

摘    要：采用磁控共溅射法制备含钨1.51%¹4.20%（原子分数,下同）的Cu-W合金薄膜,并用EDX、XRD、SEM、显微硬度仪和电阻仪研究了其成分、结构及性能。结果表明,添加W可显著细化Cu-W薄膜基体相晶粒,晶粒尺寸随W含量的增加而减小,Cu-W薄膜呈纳米晶结构。Cu-W薄膜中存在W在Cu中形成的fcc Cu（W）非平衡亚稳过饱和固溶体,固溶度随W含量的增加而提高,最大值为10.65%。与纯Cu膜对比发现,薄膜的显微硬度和电阻率总体上随W含量的增加而显著增大。经200℃、400℃及650℃热处理1h后,Cu-W薄膜基体相晶粒长大,EDX分析显示晶界处出现富W第二相;薄膜显微硬度降低,电阻率下降,降幅与退火温度呈正相关。添加W引起的晶粒细化效应以及退火中基体相晶粒度增大分别是Cu-W薄膜微观结构和性能形成及演变的主要原因。