| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-10页 |
| 第一章 绪论 | 第17-34页 |
| 1.1 前言 | 第17-18页 |
| 1.2 铜-难熔金属复合体材料研究与应用 | 第18-20页 |
| 1.2.1 铜-难熔金属体材料制备工艺与微观结构 | 第19-20页 |
| 1.2.2 铜-难熔金属复合体材料性能与应用 | 第20页 |
| 1.3 Cu-W(Mo,Nb)体系平衡相图 | 第20-22页 |
| 1.4 铜及铜-难熔金属复合薄膜应用背景 | 第22-26页 |
| 1.4.1 微电子元器件互联材料 | 第22-24页 |
| 1.4.2 减磨耐磨及抗蚀保护性涂层 | 第24-25页 |
| 1.4.3 抗辐照涂层 | 第25页 |
| 1.4.4 热沉涂层 | 第25页 |
| 1.4.5 微电子机械系统及敏感元器件薄膜 | 第25-26页 |
| 1.5 薄膜制备方法简介 | 第26页 |
| 1.6 铜及铜-难熔金属复合薄膜研究现状 | 第26-31页 |
| 1.6.1 铜薄膜结构与性能研究及应用 | 第26-27页 |
| 1.6.2 难熔金属薄膜应用与研究现状 | 第27页 |
| 1.6.3 铜-难熔金属薄膜研究现状 | 第27-31页 |
| 1.6.3.1 铜-难熔金属复合薄膜研究现状 | 第28-29页 |
| 1.6.3.2 铜/难熔金属多层膜研究现状 | 第29-30页 |
| 1.6.3.3 铜-难熔金属复合薄膜计算模拟研究 | 第30-31页 |
| 1.7 存在的问题和选题依据 | 第31-32页 |
| 1.8 研究目标、研究内容及课题来源 | 第32-34页 |
| 1.8.1 研究目标和研究内容 | 第32-33页 |
| 1.8.2 课题来源与经费支持 | 第33-34页 |
| 第二章 薄膜材料研究路线及制备与分析方法 | 第34-52页 |
| 2.1 研究方案与技术路线 | 第34-35页 |
| 2.2 实验原料和设备 | 第35-37页 |
| 2.2.1 主要实验原料 | 第35页 |
| 2.2.2 主要实验设备 | 第35-37页 |
| 2.3 薄膜制备及后处理 | 第37-44页 |
| 2.3.1 薄膜制备仪器简介 | 第37页 |
| 2.3.2 磁控溅射原理与特点 | 第37-39页 |
| 2.3.3 组合靶材的制备 | 第39-41页 |
| 2.3.4 靶材和衬底的选择及预处理流程 | 第41-42页 |
| 2.3.5 薄膜样品制备过程 | 第42-43页 |
| 2.3.6 薄膜样品后期处理 | 第43-44页 |
| 2.4 薄膜分析与表征 | 第44-51页 |
| 2.4.1 薄膜厚度测试 | 第44页 |
| 2.4.2 薄膜致密度测试 | 第44页 |
| 2.4.3 薄膜形貌观察与成分分析 | 第44-45页 |
| 2.4.4 薄膜表面原子力显微分析 | 第45页 |
| 2.4.5 薄膜结构X射线衍射分析 | 第45-46页 |
| 2.4.6 薄膜内应力测试 | 第46-47页 |
| 2.4.7 薄膜结构透射电镜分析 | 第47-48页 |
| 2.4.8 薄膜电学性能测试 | 第48页 |
| 2.4.9 薄膜力学性能测试 | 第48-50页 |
| 2.4.9.1 薄膜屈服强度和裂纹萌生临界应变测试 | 第48-49页 |
| 2.4.9.2 薄膜纳米压痕测试 | 第49-50页 |
| 2.4.9.3 薄膜摩擦磨损测试 | 第50页 |
| 2.4.10 薄膜与衬底间的膜基结合力测试 | 第50-51页 |
| 2.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 第三章 工艺优化与薄膜制备 | 第52-67页 |
| 3.1 工艺因素对薄膜特征的影响 | 第52页 |
| 3.2 薄膜正交试验和结果分析 | 第52-62页 |
| 3.2.1 薄膜正交试验的目的和因素选取 | 第52-53页 |
| 3.2.2 铜薄膜正交试验和结果分析 | 第53-59页 |
| 3.2.2.1 铜薄膜正交试验设计及结果 | 第53-55页 |
| 3.2.2.2 铜薄膜正交试验结果分析 | 第55-57页 |
| 3.2.2.3 因素-水平对铜薄膜沉积率及结构特征的影响机理分析 | 第57-59页 |
| 3.2.3 铜复合薄膜正交试验和结果分析 | 第59-62页 |
| 3.3 薄膜制备的优化工艺 | 第62-63页 |
| 3.4 薄膜的制备 | 第63-66页 |
| 3.5 本章小结 | 第66-67页 |
| 第四章 铜-钨(钼、铌)复合薄膜结构研究 | 第67-111页 |
| 4.1 薄膜结构X射线衍射分析 | 第67-74页 |
| 4.1.1 单质薄膜结构XRD分析 | 第67-68页 |
| 4.1.2 铜-钨(钼、铌)复合薄膜结构XRD分析 | 第68-74页 |
| 4.1.2.1 Cu-W薄膜XRD分析 | 第68-70页 |
| 4.1.2.2 Cu-Mo薄膜XRD分析 | 第70-72页 |
| 4.1.2.3 Cu-Nb薄膜XRD分析 | 第72-74页 |
| 4.2 薄膜微观精细结构TEM分析 | 第74-82页 |
| 4.2.1 铜薄膜TEM分析 | 第74-75页 |
| 4.2.2 铜-钨(钼、铌)复合薄膜TEM分析 | 第75-82页 |
| 4.2.2.1 Cu-W薄膜TEM分析 | 第75-79页 |
| 4.2.2.2 Cu-Mo薄膜TEM分析 | 第79-80页 |
| 4.2.2.3 Cu-Nb薄膜TEM分析 | 第80-82页 |
| 4.3 铜-钨(钼、铌)复合薄膜结构的形成机理 | 第82-94页 |
| 4.3.1 复合薄膜亚稳准混溶均质化结构和非晶结构形成机理 | 第82-88页 |
| 4.3.1.1 复合薄膜的亚稳准混溶均质化结构和非晶结构 | 第82-83页 |
| 4.3.1.2 亚稳结构和非晶结构形成能力的热力学分析 | 第83-87页 |
| 4.3.1.3 亚稳结构和非晶结构形成机理探讨 | 第87-88页 |
| 4.3.2 复合薄膜细晶结构的原子扩散机理探讨 | 第88-91页 |
| 4.3.3 复合薄膜细晶均质化结构的形核诱生扩散障碍机理探讨 | 第91-94页 |
| 4.3.4 复合薄膜择优取向机理探讨 | 第94页 |
| 4.4 薄膜表面形貌SEM观察与成份分析 | 第94-100页 |
| 4.4.1 单质薄膜表面形貌SEM观察 | 第94-95页 |
| 4.4.2 Cu-W薄膜成分分析与表面形貌SEM观察 | 第95-97页 |
| 4.4.3 Cu-Mo薄膜成分分析与表面形貌SEM观察 | 第97-98页 |
| 4.4.4 Cu-Nb薄膜成分分析与表面形貌SEM观察 | 第98-100页 |
| 4.5 薄膜表面原子力显微分析 | 第100-105页 |
| 4.6 薄膜应力分析 | 第105-110页 |
| 4.6.1 薄膜本征应力XRD分析 | 第105-108页 |
| 4.6.2 薄膜热应力分析 | 第108-110页 |
| 4.7 本章小结 | 第110-111页 |
| 第五章 铜-钨(钼、铌)复合薄膜性能研究 | 第111-134页 |
| 5.1 铜-钨(钼、铌)复合薄膜的电学性能 | 第111-114页 |
| 5.1.1 单质薄膜的电阻率 | 第111-112页 |
| 5.1.2 铜-钨(钼、铌)复合薄膜的电阻率 | 第112-114页 |
| 5.2 铜-钨(钼、铌)复合薄膜的力学性能 | 第114-128页 |
| 5.2.1 铜-钨(钼、铌)复合薄膜屈服强度 | 第114-117页 |
| 5.2.2 铜-钨(钼、铌)复合薄膜裂纹萌生临界应变 | 第117-120页 |
| 5.2.3 铜-钨(钼、铌)复合薄膜弹性模量 | 第120-123页 |
| 5.2.4 铜-钨(钼、铌)复合薄膜硬度 | 第123-125页 |
| 5.2.5 铜-钨(钼、铌)复合薄膜的摩擦磨损性能 | 第125-128页 |
| 5.3 铜-钨(钼、铌)复合薄膜的膜基结合力 | 第128-133页 |
| 5.4 本章小结 | 第133-134页 |
| 第六章 热处理对铜-钨(钼、铌)复合薄膜结构与性能的影响 | 第134-168页 |
| 6.1 热处理对铜复合薄膜本征应力的影响 | 第134-135页 |
| 6.2 热处理态薄膜结构XRD分析 | 第135-145页 |
| 6.2.1 热处理态单质薄膜XRD分析 | 第135-137页 |
| 6.2.2 热处理态铜-钨(钼、铌)复合薄膜XRD分析 | 第137-144页 |
| 6.2.2.1 热处理态Cu-W薄膜XRD分析 | 第137-140页 |
| 6.2.2.2 热处理态Cu-Mo薄膜XRD分析 | 第140-142页 |
| 6.2.2.3 热处理态Cu-Nb薄膜XRD分析 | 第142-144页 |
| 6.2.3 热处理对铜-钨(钼、铌)复合薄膜结构的影响及机理 | 第144-145页 |
| 6.3 退火态铜-钨(钼、铌)复合薄膜结构TEM分析 | 第145-153页 |
| 6.3.1 退火态复合薄膜的Cu偏聚粒子 | 第145-147页 |
| 6.3.2 退火态复合薄膜Cu偏聚粒子的Wulff结构 | 第147-150页 |
| 6.3.3 退火态复合薄膜基体结构的HRTEM分析 | 第150-153页 |
| 6.4 退火态薄膜SEM分析 | 第153-159页 |
| 6.4.1 退火态单质薄膜SEM分析 | 第153-154页 |
| 6.4.2 退火态铜-钨(钼、铌)复合薄膜SEM分析 | 第154-159页 |
| 6.5 退火态铜复合薄膜表面原子力显微分析 | 第159-161页 |
| 6.6 热处理对薄膜力学性能的影响 | 第161-164页 |
| 6.6.1 热处理态单质薄膜力学性能 | 第161-162页 |
| 6.6.2 热处理态铜-钨(钼、铌)复合薄膜力学性能 | 第162-164页 |
| 6.7 热处理对薄膜电学性能的影响 | 第164-167页 |
| 6.7.1 热处理态单质薄膜电学性能 | 第164-165页 |
| 6.7.2 热处理态铜-钨(钼、铌)复合薄膜电学性能 | 第165-167页 |
| 6.8 本章小结 | 第167-168页 |
| 第七章 Cu/W纳米多层膜结构与性能研究 | 第168-187页 |
| 7.1 Cu/W纳米多层膜的特征参数、制备及分析测试 | 第168-170页 |
| 7.2 Cu/W纳米多层膜的结构 | 第170-178页 |
| 7.2.1 Cu/W纳米多层膜结构XRD分析 | 第170-172页 |
| 7.2.2 Cu/W纳米多层膜结构TEM分析 | 第172-175页 |
| 7.2.3 Cu/W纳米多层膜结构SEM分析 | 第175-176页 |
| 7.2.4 Cu/W纳米多层膜表面形貌AFM分析 | 第176-178页 |
| 7.3 Cu/W纳米多层膜力学性能 | 第178-184页 |
| 7.3.1 Cu/W纳米多层膜屈服强度和裂纹萌生临界应变 | 第178-182页 |
| 7.3.2 Cu/W纳米多层膜弹性模量和硬度 | 第182-184页 |
| 7.4 Cu/W纳米多层膜电学性能 | 第184-186页 |
| 7.5 本章小结 | 第186-187页 |
| 第八章 结论与创新 | 第187-190页 |
| 8.1 结论 | 第187-189页 |
| 8.2 论文创新性 | 第189-190页 |
| 致谢 | 第190-191页 |
| 参考文献 | 第191-207页 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文 | 第207-209页 |
| 附录B 攻读学位期间参与和主持的科研项目 | 第209页 |
