在多晶Cu层中对Si的纳米级原子运动的描述
Viktor Takáts1, Eszter Bodnár1,2, Yuri Kaganovskii3
1Institute for Nuclear Research, H-4026 Debrecen, Bem Tér 18/C, Hungary.
Heliyon
|February 9, 2024
概括
原子通过铜粒边界迁移,在表面形成岛屿. 这项研究使用先进的光谱技术量化了铜膜中的扩散.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- 了解原子迁移对于设计先进材料至关重要.
- 多晶薄膜表现出独特的扩散途径,例如粒度边界.
- 在铜中的扩散与微电子和合金开发有关.
研究的目的:
- 为了研究通过多晶铜粒边界的原子迁移.
- 为了研究铜表面上岛的形成和形态.
- 为了确定铜中的的粒度边界扩散系数.
主要方法:
- 用磁铁喷在Si111晶圆上制备的薄膜样本.
- 低能离子散射光谱 (LEIS) 用于检测表面.
- 二次中性质谱 (SNMS) 用于深度分析分布.
- 扫描探针显微镜 (SPM) 和电子显微镜用于表面形态分析.
主要成果:
- 在403-520 K的温度范围内,原子通过铜粒边界迁移.
- 确定了铜中的的粒度边界扩散系数 (D).
- 形成无形的岛屿,在铜表面有中央突出,而不是连续层.
结论:
- 颗粒边界扩散是聚晶铜中运输的一个重要机制.
- 在铜上积累的形态是以岛为基础的,受表面扩散和聚合的影响.
- 确定的扩散系数为模拟薄膜中的-铜相互作用提供了必要的数据.


