| 摘要 | 第5-7页 |
| abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-28页 |
| 1.1 Cu膜在互连技术中的应用及存在问题 | 第14-15页 |
| 1.2 Cu薄膜的制备 | 第15-16页 |
| 1.3 高功率脉冲磁控溅射技术及其等离子体属性 | 第16-23页 |
| 1.3.1 高功率脉冲磁控溅射离化机制 | 第16-17页 |
| 1.3.2 溅射粒子离化率的测量 | 第17-21页 |
| 1.3.3 离化率的影响因素 | 第21-23页 |
| 1.4 HPPMS离化率对薄膜组织结构性能及均匀性的影响 | 第23-26页 |
| 1.4.1 离化率对薄膜性能及组织结构的影响 | 第23-24页 |
| 1.4.2 离化率对异型样品表明薄膜沉积均匀性的影响 | 第24-25页 |
| 1.4.3 离子能量的调控 | 第25-26页 |
| 1.4.4 离化率对薄膜沉积的不利影响 | 第26页 |
| 1.5 本文研究目的与研究内容 | 第26-27页 |
| 1.6 技术路线 | 第27-28页 |
| 第2章 研究方案及方法 | 第28-35页 |
| 2.1 非平衡磁控溅射(UBMS)设备 | 第28-29页 |
| 2.2 高功率脉冲磁控溅射电源系统(HPPMS)及放电参数测量 | 第29-30页 |
| 2.2.1 HPPMS电源系统 | 第29页 |
| 2.2.2 放电参数采集 | 第29-30页 |
| 2.3 实验材料预处理 | 第30页 |
| 2.4 等离子体发射光谱 | 第30-32页 |
| 2.5 薄膜结构及性能表征 | 第32-35页 |
| 第3章 高功率脉冲磁控溅射等离子体组分的研究及离化率的调控 | 第35-51页 |
| 3.1 引言 | 第35页 |
| 3.2 研究方案 | 第35-37页 |
| 3.2.1 直流磁控溅射(DCMS)及高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)靶表面、靶前、基片前的等离子体组分研究 | 第35-36页 |
| 3.2.2 溅射靶前不同位置处离化率研究 | 第36页 |
| 3.2.3 溅射靶不同平均功率及峰值功率条件下离化率研究 | 第36-37页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第37-50页 |
| 3.3.1 靶表面、靶前及基片前等离子组分的变化 | 第37-39页 |
| 3.3.2 距离溅射靶前不同距离位置处金属离化率研究 | 第39-41页 |
| 3.3.3 平均功率及峰值功率对基片前等离子组分的影响 | 第41-45页 |
| 3.3.4 离化率的调控对薄膜特性的影响 | 第45-50页 |
| 3.4 本章小结 | 第50-51页 |
| 第4章 高功率脉冲磁控溅射薄膜沉积速率及功率利用率的改善 | 第51-63页 |
| 4.1 引言 | 第51页 |
| 4.2 研究方案 | 第51-52页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第52-61页 |
| 4.3.1 靶材放电特性 | 第52-53页 |
| 4.3.2 频率×脉宽的组合对溅射平均功率的影响 | 第53-55页 |
| 4.3.3 频率×脉宽的组合对等离子组分的影响 | 第55-57页 |
| 4.3.4 频率×脉宽的组合对Ti膜的沉积速率及功率利用率的影响 | 第57-60页 |
| 4.3.5 脉宽×频率组合对高功率脉冲磁控溅射Ti膜结构形貌的影响 | 第60-61页 |
| 4.4 本章小结 | 第61-63页 |
| 第5章 基片粒子流调控及其对Cu金属化层结构性能的影响 | 第63-72页 |
| 5.1 引言 | 第63页 |
| 5.2 研究方案 | 第63-64页 |
| 5.2.1 粒子流的检测设计 | 第63-64页 |
| 5.2.2 不同离子能量条件下制备Cu薄膜 | 第64页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第64-71页 |
| 5.3.1 偏压对粒子流的影响 | 第64-66页 |
| 5.3.2 偏压对沉积速率的影响 | 第66-67页 |
| 5.3.3 偏压对表面形貌的影响 | 第67-68页 |
| 5.3.4 偏压对Cu膜结构的影响 | 第68-69页 |
| 5.3.5 偏压对Cu膜应力的影响 | 第69-70页 |
| 5.3.6 偏压对Cu膜电阻率的影响 | 第70-71页 |
| 5.7 本章小结 | 第71-72页 |
| 第6章 Cu金属化层性能的调控和优化 | 第72-86页 |
| 6.1 引言 | 第72页 |
| 6.2 研究方案 | 第72-73页 |
| 6.2.1 峰值功率及厚度对Cu金属化层影响 | 第72-73页 |
| 6.2.2 Ti过渡层对Cu/Si体系的影响 | 第73页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第73-85页 |
| 6.3.1 峰值功率对Cu靶材粒子离化率的影响 | 第73-74页 |
| 6.3.2 峰值功率对Cu薄膜沉积速率的影响 | 第74-75页 |
| 6.3.3 峰值功率及厚度对Cu薄膜的表面形貌的影响 | 第75-76页 |
| 6.3.4 峰值功率及厚度对Cu薄膜残余应力的影响 | 第76-77页 |
| 6.3.5 峰值功率及厚度下对Cu薄膜结构的影响 | 第77-78页 |
| 6.3.6 峰值功率及厚度下的Cu薄膜电阻率 | 第78-79页 |
| 6.3.7 厚度对Cu膜结合强度的影响 | 第79-80页 |
| 6.3.8 Ti底对薄膜结合的影响 | 第80-81页 |
| 6.3.9 Ti过渡层对薄膜表面形貌的影响 | 第81-82页 |
| 6.3.10 Ti过渡层对薄膜硬度的影响 | 第82页 |
| 6.3.11 Ti底对薄膜结构的影响 | 第82-85页 |
| 6.4 本章小结 | 第85-86页 |
| 第7章 双极脉冲高功率脉冲磁控溅射 | 第86-95页 |
| 7.1 引言 | 第86页 |
| 7.2 研究方案 | 第86-87页 |
| 7.3 结果与讨论 | 第87-94页 |
| 7.3.1 靶材电压与放电电流的研究 | 第87-88页 |
| 7.3.2 溅射过程中等离子状态 | 第88-89页 |
| 7.3.3 Cu薄膜的沉积速率的改善 | 第89-91页 |
| 7.3.4 Cu膜的表面形貌 | 第91-92页 |
| 7.3.5 Cu膜的应力调控 | 第92-94页 |
| 7.4 本章小结 | 第94-95页 |
| 工作展望 | 第95-96页 |
| 全文结论 | 第96-99页 |
| 致谢 | 第99-101页 |
| 参考文献 | 第101-113页 |
| 攻读学位期间发表的论文及科研成果 | 第113-114页 |
