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为了研究Cu/SiO2/Si体系中Cu和Si的互扩散、界面反应、金属硅化物的形成及其性质和热力学稳定性;也为了给本课题组国家自然科学基金项目一“铜团簇束与硅作用成膜铜在硅中的扩散效应”提供可对比的数据,笔者进行了以下的工作:
室温下,利用磁控溅射在P型Si(111)衬底上沉积了铜膜。本工作得到了以下几个有意义的结果:对于Cu/SiO2/Si(111)体系,当退火温度高于450℃时,才产生明显的扩散。随着温度的升高,扩散越明显。退火温度较高时,Cu和Si反应生成铜硅化合物。以间隙式机制在硅中扩散的铜,有较大的扩散系数。450℃退火,扩散系数为1.2×10-13cm/s;500℃退火,扩散系数为2.7×10-13cm/s。对于Cu/SiO2/Si(111)体系,当退火温度在450℃以下时,没有铜硅化合物生成;当温度到500℃时才有铜硅化合物生成。这比已有文献报导的温度低。