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N5基体与NiCrAlY粘结层界面元素互扩散行为研究
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作者 刘林涛 李争显 +1 位作者 陈云飞 彭易发 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期197-204,共8页
采用EB-PVD技术在镍基合金ReneN5基体表面沉积NiCrAlY粘结层,并对试样进行1000℃不同时间的恒温氧化处理,通过SEM、EDS、XRD研究了基体与粘接层界面元素互扩散行为和反应区的形成机制。结果表明:在1000℃条件下,NiCrAlY粘结层中的Al、C... 采用EB-PVD技术在镍基合金ReneN5基体表面沉积NiCrAlY粘结层,并对试样进行1000℃不同时间的恒温氧化处理,通过SEM、EDS、XRD研究了基体与粘接层界面元素互扩散行为和反应区的形成机制。结果表明:在1000℃条件下,NiCrAlY粘结层中的Al、Cr元素会向N5基体扩散,形成以β-NiAl和α-Cr相为主的互扩散反应区;而N5基体中的Ni元素则会向NiCrAlY粘结层扩散,形成以γ′-Ni3Al相为主的二次反应区和以难熔金属为主的TCP相。 展开更多
关键词 热障涂 界面互扩散 扩散阻挡层
AlCrTaTiZrMo高熵合金氮化物扩散阻挡层的制备与表征 预览
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作者 李荣斌 李旻旭 +2 位作者 蒋春霞 李炳毅 李倩倩 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期125-129,166共6页
目的制备15 nm的(AlCrTaTiZrMo)N六元高熵合金氮化物薄膜,并对其扩散阻挡性能进行表征。方法使用直流磁控溅射设备在单晶硅上沉积(Al Cr Ta Ti Zr Mo)N高熵合金氮化物薄膜,然后在薄膜上沉积150 nm的Cu,形成Cu/(AlCrTaTiZrMo)N/Si结构。... 目的制备15 nm的(AlCrTaTiZrMo)N六元高熵合金氮化物薄膜,并对其扩散阻挡性能进行表征。方法使用直流磁控溅射设备在单晶硅上沉积(Al Cr Ta Ti Zr Mo)N高熵合金氮化物薄膜,然后在薄膜上沉积150 nm的Cu,形成Cu/(AlCrTaTiZrMo)N/Si结构。在600℃下,对该结构进行不同时间的退火处理,使用X射线衍射仪(XRD)、四探针测试仪(FPP)、原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究薄膜成分及退火时间对薄膜组织结构、表面形貌、方块电阻的影响,研究其扩散阻挡性。结果高熵合金氮化物薄膜与基体Si和Cu的结合性较好。沉积态高熵合金氮化物薄膜为非晶结构,表面光滑平整,方块电阻阻值较低。在600℃下经1h退火后,薄膜仍为非晶结构,表面发生粗化。随着退火时间增加,5h退火后,结构中出现少量纳米晶,大部分仍为非晶,表面粗糙度增加。退火7 h后,结构没有发生变化,仍为非晶包裹纳米晶结构,Cu表面生成部分岛状物,方块电阻阻值仍然较低,且无Cu-Si化合物生成,证明(AlCrTaTiZrMo)N高熵合金氮化物薄膜在长时间退火处理后,仍能保持良好的铜扩散阻挡性。结论 15nm的(AlCrTaTiZrMo)N高熵合金氮化物薄膜在600℃下退火7h后,其非晶包裹纳米晶的结构能有效阻挡Cu的扩散,表现出了优异的热稳定性与扩散阻挡性。 展开更多
关键词 高熵合金 磁控溅射 扩散阻挡层 CU互连 退火 薄膜
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TaN薄膜的等离子体增强原子层沉积及其抗Cu扩散性能
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作者 王永平 丁子君 +2 位作者 朱宝 刘文军 丁士进 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期9-14,共6页
使用Ta[N(CH3)2]5和NH3等离子体作为反物用等离子体增强原子层沉积工艺生长了TaN薄膜,借助原子力显微镜、X射线光电子能谱、四探针和X射线反射等手段研究了薄膜的性能与工艺条件之间的关系。结果表明,TaN薄膜主要由Ta、N和少量的C、O组... 使用Ta[N(CH3)2]5和NH3等离子体作为反物用等离子体增强原子层沉积工艺生长了TaN薄膜,借助原子力显微镜、X射线光电子能谱、四探针和X射线反射等手段研究了薄膜的性能与工艺条件之间的关系。结果表明,TaN薄膜主要由Ta、N和少量的C、O组成。当衬底温度由250℃提高到325℃时Ta与N的原子比由46:41升高到55:35,C的原子分数由6%降低到2%。同时,薄膜的密度由10.9 g/cm3提高到11.6 g/cm3,电阻率由0.18Ω?cm降低到0.044Ω?cm。与未退火的薄膜相比,在400℃退火30 min后TaN薄膜的密度平均提高了~0.28 g/cm3,电阻率降低到0.12~0.029Ω?cm。在250℃生长的3 nm超薄TaN阻挡层在500℃退火30 min后仍保持良好的抗Cu扩散性能。 展开更多
关键词 材料表面与界面 原子沉积 扩散阻挡层 退火 TaN薄膜
集成电路用大尺寸高纯钽靶材的制备工艺进展 预览 被引量:1
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作者 刘宁 杨辉 +2 位作者 姚力军 王学泽 袁海军 《集成电路应用》 2018年第2期24-28,共5页
高纯钽靶材作为芯片铜互连工艺扩散阻挡层的溅射源在大规模集成电路生产中被广泛应用.文章介绍了大尺寸高纯钽靶材的制备技术原理及工艺进展,并分析了钽靶材产品的国内外的市场现状及应用前景.
关键词 制备工艺 溅射靶材 大尺寸 扩散阻挡层
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SiC纤维增强Ni-Cr-Al合金复合材料先驱丝的制备
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作者 牛西茜 汪龙 +3 位作者 张浩强 石南林 宫骏 孙超 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2017年第11期3550-3555,共6页
采用对靶设计的磁控溅射法在SiC纤维表面先后沉积了(Al+Al2O3)扩散阻挡层和Ni-Cr-Al合金先驱层,制备得到SiCf/Ni-Cr-Al先驱丝。研究了涂层的形貌、成分和相组成,以及涂层对SiC纤维力学性能的影响。对先驱丝在850℃/150 h和900℃/150 ... 采用对靶设计的磁控溅射法在SiC纤维表面先后沉积了(Al+Al2O3)扩散阻挡层和Ni-Cr-Al合金先驱层,制备得到SiCf/Ni-Cr-Al先驱丝。研究了涂层的形貌、成分和相组成,以及涂层对SiC纤维力学性能的影响。对先驱丝在850℃/150 h和900℃/150 h进行真空热处理。结果表明:Al_2O_3涂层均匀致密,呈非晶态,Ni-Cr-Al合金涂层成分分布均匀,与靶材成分相当;涂层与SiC纤维结合良好,且对SiC纤维力学性能影响较小;先驱丝在真空热处理后,Ni-Cr-Al合金层仍保持完整,(Al+Al_2O_3)涂层有效的抑制了界面处元素扩散和化学反应,保证了高性能的SiC_f/Ni-Cr-Al复合材料的制备。 展开更多
关键词 磁控溅射 SIC纤维 复合材料 扩散阻挡层
阳极氧化铝膜中间层阻挡元素扩散研究 被引量:1
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作者 黄祖江 周敏 +3 位作者 杨阳 陈泉志 唐仕光 李伟洲 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期341-348,共8页
对铌合金C103基体上真空蒸镀的Al膜进行阳极氧化处理获得阳极氧化铝(AAO)膜,利用电镀技术在AAO膜上制备Ni表层,通过高温处理研究元素通过AAO膜的扩散行为.结果表明:没有中间层的Ni/C103及以纯Al膜作为中间层的Ni/Al/C103样品,涂层和... 对铌合金C103基体上真空蒸镀的Al膜进行阳极氧化处理获得阳极氧化铝(AAO)膜,利用电镀技术在AAO膜上制备Ni表层,通过高温处理研究元素通过AAO膜的扩散行为.结果表明:没有中间层的Ni/C103及以纯Al膜作为中间层的Ni/Al/C103样品,涂层和基体间的元素扩散严重;而以AAO膜为中间层的Ni/AAO/C103样品,涂层和基体间的元素扩散受到明显抑制.经900℃热处理后,Ni/C103,Ni/Al/C103及Ni/AAO/C103样品其外层中Nb含量分别为7.05%,5.08%和3.55%;基体中的Ni含量分别为6.84%,3.62%和2.85%;AAO膜作为中间层有较强的元素扩散阻挡能力.在900℃退火后,Ni/C103和Ni/Al/C103样品表面均生成了Nb Ni3相,而Ni/AAO/C103样品并未出现Nb和Ni的反应生成物.通过Fick定律计算得知,900℃时Ni在AAO膜的扩散系数为3.28×10-14m2/s,Nb为2.16×10-14m2/s;1000℃时Ni的扩散系数上升至1.03×10-13m2/s,Nb为3.58×10-14m2/s. 展开更多
关键词 阳极氧化铝(AAO)膜 扩散阻挡层 多孔结构 Fick定律 扩散系数
扩散阻挡层用WTi合金的制备及其表征 预览
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作者 张俊敏 闻明 +5 位作者 谭志龙 王传军 沈月 易伟 管伟明 李艳琼 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第B12期125-129,134共6页
WTi合金具有低的电阻系数、良好的热稳定性能和抗氧化性能,已被成功地应用于半导体器件的扩散阻挡层。迄今为止,中国大量半导体行业用靶材仍从国外进口。因此,通过研究靶材制备工艺及性能的关系,制备出高密度、高纯度、富钛相β1(Ti,W... WTi合金具有低的电阻系数、良好的热稳定性能和抗氧化性能,已被成功地应用于半导体器件的扩散阻挡层。迄今为止,中国大量半导体行业用靶材仍从国外进口。因此,通过研究靶材制备工艺及性能的关系,制备出高密度、高纯度、富钛相β1(Ti,W)少的WTi合金靶材,不仅能够把握相关领域发展方向,并且具有十分可观的市场前景。本文用行星球磨的方式对Ti、W粉末进行预处理及混合,得到不同粒度组成的混合粉末,用真空热压法对粉末进行成型,制备得到的WTi10合金。利用X射线衍射仪(XRD)、金相和扫描电子显微镜(SEM)分析混合粉末的粒度组成,并对合金的结构和形貌进行分析,采用排水法及ICP测试仪,分析合金的密度及杂质含量。结果表明,在温度1 200℃,压力30 MPa的真空热压条件下,制备得到的4个样品均已形成体心立方β相的WTi固溶体。且混粉球磨时间对WTi固溶体的峰位及峰强没有影响。但粉末混合球磨时间对热压后合金的微观组织形貌影响较大,随着混粉时间的延长,富钛相β1呈先减少后增加的趋势,混粉3 h的热压得到的样品黑色富Ti固溶体相区域最少,性能最优,合金的密度均达到理论密度的99.48%,纯度〉99.97%。采用该方法制备得到的WTi10合金可用于磁控溅射制备WTi扩散阻挡层。以上研究为真空热压法制备半导体行业用钨钛靶材的研究提供一定的基础研究数据。 展开更多
关键词 扩散阻挡层 WTI 真空热压 相组成 微观结构
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分子纳米层作为铜扩散阻挡层的研究进展(一):分子纳米层 预览
8
作者 王亚斌 刘忠 +2 位作者 李武 董亚萍 黄玉东 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期8068-8073,共6页
无机材料形成的纳米层可以作为铜扩散阻挡层,已经被广泛地研究,如钽和氮化钽。但是在低于3纳米厚度,尤其在具有较高的深宽比的器件中,此类材料纳米层不够均匀致密,不能作为理想的扩散阻挡层。由短的有机链和功能性端基组成的有机分子纳... 无机材料形成的纳米层可以作为铜扩散阻挡层,已经被广泛地研究,如钽和氮化钽。但是在低于3纳米厚度,尤其在具有较高的深宽比的器件中,此类材料纳米层不够均匀致密,不能作为理想的扩散阻挡层。由短的有机链和功能性端基组成的有机分子纳米层被用来改善表面性能,如润滑,纳米光刻和腐蚀防护。本文介绍了有机分子纳米层作为铜扩散阻挡层的要求;综述了作为铜扩散阻挡层的有机分子纳米层的类型和作用机理;分析了每类分子纳米层的优势和不足;展望了分子纳米层今后的研究方向。此外,介绍了国内对分子纳米层作为铜扩散阻挡层的研究进展。 展开更多
关键词 分子纳米 扩散阻挡层 粘接 铜固定化
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分子纳米层作为铜扩散阻挡层的研究进展(二):表征手段 预览
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作者 王亚斌 刘忠 +2 位作者 李武 董亚萍 黄玉东 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期9027-9030,共4页
国内对分子纳米层作为铜扩散阻挡层的研究,以及对分子纳米层性能测试的仪器和方法比较欠缺。因此,本文介绍了表征有机分子纳米层作为铜扩散阻挡层的测试方法,包括热性能测试,电学性能测试,粘接性能测试,形貌测试和分子模拟。重点介绍了... 国内对分子纳米层作为铜扩散阻挡层的研究,以及对分子纳米层性能测试的仪器和方法比较欠缺。因此,本文介绍了表征有机分子纳米层作为铜扩散阻挡层的测试方法,包括热性能测试,电学性能测试,粘接性能测试,形貌测试和分子模拟。重点介绍了粘接性能测试的方法和原理,并分析了由此技术带来的新研究方向。 展开更多
关键词 分子纳米 扩散阻挡层 粘接 铜固定化
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Cu互连中V、V-N和V/V-N薄膜的扩散阻挡性能 预览
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作者 王翠萍 戴拖 +3 位作者 卢勇 施展 张锦彬 刘兴军 《厦门大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期810-814,共5页
采用磁控溅射法在Si(100)基板上沉积厚度为50nm的V、V-N和V/V-N扩散阻挡层,并在扩散阻挡层上制备了厚度为300nm的Cu薄膜,最终获得了Cu/V/Si、Cu/V-N/Si和Cu/V/V-N/Si 3种多层薄膜.薄膜样品在300-750℃真空热处理1h后,通过X射线衍射(... 采用磁控溅射法在Si(100)基板上沉积厚度为50nm的V、V-N和V/V-N扩散阻挡层,并在扩散阻挡层上制备了厚度为300nm的Cu薄膜,最终获得了Cu/V/Si、Cu/V-N/Si和Cu/V/V-N/Si 3种多层薄膜.薄膜样品在300-750℃真空热处理1h后,通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)和四探针电阻测试(FPP)仪对薄膜样品的晶体结构、微观组织形貌和方块电阻进行测试表征,对比分析了V、V-N和V/V-N 3种扩散阻挡层的扩散阻挡性能.实验结果表明:V、V-N和V/V-N扩散阻挡层均能够有效阻挡Cu原子向Si基板的扩散;Cu/V/Si和Cu/V-N/Si薄膜样品分别在600和650℃时能够保持良好的热稳定性;Cu/V/V-N/Si多层薄膜中由于堆栈结构的存在,样品在700℃还具有良好的热稳定性,表明堆栈结构的V/V-N是一种较理想的扩散阻挡层. 展开更多
关键词 扩散阻挡层 阻挡性能 堆栈结构 磁控溅射
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扩散阻挡层对NiCrAlYSi涂层不同条件下热腐蚀行为的影响 预览 被引量:1
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作者 许安 杨阳 +4 位作者 李伟洲 秦泽华 岑广 刘会群 易丹青 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期730-740,共11页
利用电弧离子镀技术在DSM11合金基体上制备含或不含扩散阻挡层(diffusion barrier,DB)的Ni Cr Al YSi涂层,对比研究2种涂层在900℃恒温热腐蚀行为和从900℃到室温的循环热腐蚀行为(表面混合盐质量分数为75%Na2SO4+25%K2SO4)。研究... 利用电弧离子镀技术在DSM11合金基体上制备含或不含扩散阻挡层(diffusion barrier,DB)的Ni Cr Al YSi涂层,对比研究2种涂层在900℃恒温热腐蚀行为和从900℃到室温的循环热腐蚀行为(表面混合盐质量分数为75%Na2SO4+25%K2SO4)。研究结果表明:在恒温热腐蚀条件下,含或不含扩散阻挡层的Ni Cr Al YSi涂层表面主要生成了α-Al2O3和γ/γ′相;腐蚀100 h后,Ni Cr Al YSi涂层出现了较多的Kirkendall孔洞,基体与涂层元素的互扩散明显。Ni Cr Al YSi/DB涂层的扩散阻挡层可有效地抑止基体与涂层的元素互扩散,防护效果比单一Ni Cr Al YSi涂层的效果好。在循环热腐蚀条件下,含或不含扩散阻挡层的Ni Cr Al YSi涂层表面主要生成α-Al2O3、尖晶石、Ti O2和γ/γ′相;腐蚀100 h后,Ni Cr Al YSi涂层内氧化和内硫化现象严重,Ni Cr Al YSi/DB涂层的扩散阻挡层界面易开裂,影响扩散阻挡层的效力,导致涂层体系比单一Ni Cr Al YSi涂层更快失效。 展开更多
关键词 NiCrAlYSi涂 电弧离子镀 扩散阻挡层 高温热腐蚀 应力
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CrON扩散阻挡层对NbCrAl涂层与Nb基高温合金元素互扩散的影响 被引量:3
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作者 许安 周敏 +2 位作者 杨阳 秦泽华 李伟洲 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3734-3741,共8页
利用磁控溅射技术在C103型Nb基高温合金上制备了含和不含CrON扩散阻挡层的NbCrAl涂层,对比研究了2种涂层分别经900℃和1 000℃真空热处理后的元素扩散行为。结果表明:NbCrAl涂层以Cr2Nb和AlNb2相为主,含非晶态组织;真空热处理后生成了N... 利用磁控溅射技术在C103型Nb基高温合金上制备了含和不含CrON扩散阻挡层的NbCrAl涂层,对比研究了2种涂层分别经900℃和1 000℃真空热处理后的元素扩散行为。结果表明:NbCrAl涂层以Cr2Nb和AlNb2相为主,含非晶态组织;真空热处理后生成了NbAl3和(Nb,Cr)沉淀相。热处理温度由900℃升至1 000℃时,NbCrAl涂层中元素扩散速度加快。不含扩散阻挡层样品中Cr和Al元素扩散至基体的含量分别为2.76wt%和1.21wt%,而含扩散阻挡层样品中Cr和Al元素扩散到基体的含量分别仅为2.52wt%和0.84wt%。扩散阻挡层保持连续,且与涂层及基体的界面结合良好,经高温处理后主要以密排六方结构的Cr2O3和Al2O3相为主,有效地抑制了元素互扩散。 展开更多
关键词 磁控溅射技术 Nb基合金 扩散阻挡层 扩散
镍基单晶高温合金扩散阻挡层的研究进展 预览
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作者 于萍 訾艳艳 +2 位作者 姜维 王文 朱圣龙 《材料导报》 CSCD 北大核心 2015年第9期72-75,96共5页
综述了镍基单晶高温合金扩散阻挡层的国内外研究进展。简要介绍了高温防护涂层/镍基单晶高温合金基体元素的互扩散现象,说明了扩散阻挡层的作用机理,阐述了扩散阻挡层的设计原则和要求,通过对比分析了各类扩散阻挡层的优缺点。最后对镍... 综述了镍基单晶高温合金扩散阻挡层的国内外研究进展。简要介绍了高温防护涂层/镍基单晶高温合金基体元素的互扩散现象,说明了扩散阻挡层的作用机理,阐述了扩散阻挡层的设计原则和要求,通过对比分析了各类扩散阻挡层的优缺点。最后对镍基单晶高温合金用扩散阻挡层的研究做出了展望。 展开更多
关键词 扩散阻挡层 镍基单晶高温合金 高温防护涂 扩散
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黏附层以及退火气氛对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响研究
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作者 佟路 戴姜平 +7 位作者 谢自力 修向前 赵红 陈鹏 张荣 施毅 韩平 郑有炓 《半导体光电》 CAS 北大核心 2015年第5期722-724,745共4页
采用真空蒸镀方法在Si衬底上制备了Si/Au、Si/Ni/Au和Si/Ti/Au结构多层膜,进行多种条件下的退火实验,研究了不同黏附层对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响。实验结果表明,黏附层对硅的扩散起到阻挡作用,Ti层与Ni层作为阻挡层在较低温度下发... 采用真空蒸镀方法在Si衬底上制备了Si/Au、Si/Ni/Au和Si/Ti/Au结构多层膜,进行多种条件下的退火实验,研究了不同黏附层对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响。实验结果表明,黏附层对硅的扩散起到阻挡作用,Ti层与Ni层作为阻挡层在较低温度下发生失效,退火气氛对阻挡层的失效具有显著影响。这表明Au/Si体系中扩散阻挡层失效的机制并不是直接的固相反应。文章提出势垒模型来解释扩散阻挡层的失效机制。 展开更多
关键词 Au/Si 共晶 扩散 扩散阻挡层 退火气氛
Effect of Pt diffusion barrier layer in Ni/AuGe/Pt/Au on ohmic contact to n-GaAs 被引量:1
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作者 王勇 刘丹丹 +3 位作者 冯国庆 叶镇 高占琦 王晓华 《半导体学报:英文版》 EI CAS CSCD 2015年第3期141-143,共3页
The multi-layer metals of Ni/Au Ge/Pt/Au with a Pt diffusion barrier layer of ohmic contact to n-GaAs were studied. The surface morphology and ohmic contact resistivity of multi-layer metals were characterized, with a... The multi-layer metals of Ni/Au Ge/Pt/Au with a Pt diffusion barrier layer of ohmic contact to n-GaAs were studied. The surface morphology and ohmic contact resistivity of multi-layer metals were characterized, with and without the Pt diffusion barrier layer for comparison. The SEM and EDS measurements show the Pt diffusion barrier layer can block the interdiffusion of atoms in multi-layer metals, and improve the surface morphology.The TLM results show that the samples with a Pt diffusion barrier layer have uniform ohmic contact resistance,indicating that the Pt diffusion barrier layer can increase the repetition and uniformity of ohmic contact to n-GaAs,and improve the thermal stability and reliability of GaAs-based devices. 展开更多
关键词 欧姆接触电阻 扩散阻挡层 金属带 Ni AU 金属 表面形态
具有Pt扩散阻挡层的n-GaAs欧姆接触的可靠性
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作者 刘丹丹 王勇 +3 位作者 叶镇 高占琦 张屿 王晓华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期846-849,877共5页
针对传统n-GaAs的Au/AuGe/Ni欧姆接触合金系统的缺点,提出了添加Pt扩散阻挡层的新型欧姆接触合金系统。扫描电子显微镜(SEM)和微束分析(EDS)测试显示,添加Pt扩散阻挡层的合金系统比没有Pt扩散阻挡层的合金系统的表面更加光滑,... 针对传统n-GaAs的Au/AuGe/Ni欧姆接触合金系统的缺点,提出了添加Pt扩散阻挡层的新型欧姆接触合金系统。扫描电子显微镜(SEM)和微束分析(EDS)测试显示,添加Pt扩散阻挡层的合金系统比没有Pt扩散阻挡层的合金系统的表面更加光滑,粗糙度降低。矩形传输模型(RTLM)测试显示,添加Pt阻挡层的比接触电阻率均匀性为85%,最低比接触电阻率为4.25×10^-6Ω·cm^2;而未添加Pt阻挡层的比接触电阻率均匀性为12%,最低比接触电阻率为3.86×10^-6Ω·cm^2,表明Pt扩散阻挡层的添加能够增加n-GaAs欧姆接触的重复性和均匀性,提高器件在使用过程中的热稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 n型GaAs 欧姆接触 扩散阻挡层 Au/AuGe/Ni 比接触电阻率
304N不锈钢表面电弧喷涂复合涂层高温氧化防护机制 预览 被引量:4
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作者 张忠礼 宫雪 +2 位作者 张楠楠 魏鹏尧 王琪申 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2014年第4期384-389,共6页
为了延长奥氏体不锈钢部件在高温环境下的工作寿命,采用电弧喷涂方法在304N不锈钢表面制备45CT/Al复合涂层,对复合涂层试件进行1 100℃×350 h的连续氧化实验,考察其高温氧化行为,通过研究复合涂层的微观组织变化,探索其高温防护机... 为了延长奥氏体不锈钢部件在高温环境下的工作寿命,采用电弧喷涂方法在304N不锈钢表面制备45CT/Al复合涂层,对复合涂层试件进行1 100℃×350 h的连续氧化实验,考察其高温氧化行为,通过研究复合涂层的微观组织变化,探索其高温防护机制.实验结果表明,复合涂层以两种方式为304N不锈钢基体提供有效的高温氧化保护.一方面保证在涂层体系中具有足够的Al、Cr元素,在涂层外表面形成以Al2O3为主的氧化物防护层,阻止氧化介质的向内侵入;此外,在复合涂层下的基体金属中形成层状分布的AlN扩散阻挡层,延缓复合涂层体系中Al、Cr抗氧化元素的质量分数减少,使复合涂层保持持久的高温氧化防护能力. 展开更多
关键词 高温氧化 电弧喷涂 复合涂 防护机制 扩散阻挡层 奥氏体不锈钢
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Cu互连中Zr嵌入层对ZrN阻挡层热稳定性的影响
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作者 翟艳男 杨坤 +2 位作者 张晖 汤艳坤 张丽丽 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2007-2010,共4页
在不同的衬底偏压下,用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了ZrN/Zr/ZrN堆栈结构的阻挡层。研究了Zr层的插入对ZrN扩散阻挡性能的影响,结果表明:随着衬底偏压的升高,阻挡层的电阻率降低,ZrN呈(111)择优取向;Zr层的... 在不同的衬底偏压下,用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了ZrN/Zr/ZrN堆栈结构的阻挡层。研究了Zr层的插入对ZrN扩散阻挡性能的影响,结果表明:随着衬底偏压的升高,阻挡层的电阻率降低,ZrN呈(111)择优取向;Zr层的插入使ZrN阻挡层的失效温度至少提高100℃,750℃仍能有效地阻止Cu的扩散,阻挡性能提高的主要原因可能是高温退火时形成的ZrO2阻塞了Cu快速扩散的通道。 展开更多
关键词 ZRN ZR ZrN膜 扩散阻挡层 CU互连 射频反应磁控溅射
不同冷热循环条件下NiCrAlY涂层体系的微观组织演变规律及失效机理 预览 被引量:4
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作者 李伟洲 李月巧 +2 位作者 易丹青 刘会群 孙超 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期417-425,共9页
用空气缓冷和水快冷方式对加热至1 050℃的NiCrAlY单一涂层及含CrON扩散阻挡层的复合涂层冷却至室温,由此研究其抗循环氧化能力。结果表明:在缓冷情况下,经过200次循环氧化,无扩散阻挡层的NiCrAlY涂层明显退化,表面膜呈疏松多孔结构,... 用空气缓冷和水快冷方式对加热至1 050℃的NiCrAlY单一涂层及含CrON扩散阻挡层的复合涂层冷却至室温,由此研究其抗循环氧化能力。结果表明:在缓冷情况下,经过200次循环氧化,无扩散阻挡层的NiCrAlY涂层明显退化,表面膜呈疏松多孔结构,以混合氧化物相为主,在涂层与基体界面附近出现Kirkendall孔穴;有扩散阻挡层的试样表面则以Al2O3膜为主,扩散阻挡层保持连续,无明显涂层退化或破坏现象,说明扩散阻挡层能明显提高NiCrAlY涂层的缓冷抗循环氧化能力。在快冷情况下,有或无扩散阻挡层的试样的表面涂层均较快发生破坏。40次循环氧化后,单一涂层表面出现鼓包突起;45次循环氧化后,鼓包处涂层脱落。而有扩散阻挡层的试样经40次循环氧化后于扩散阻挡层界面处开裂;45次循环氧化后,包覆涂层部分断落。利用Oxx公式能很好地解释涂层/基体或涂层/扩散阻挡层界面的破坏;对于快冷循环氧化,还要考虑在循环过程中的热应力累积效应。 展开更多
关键词 NICRALY涂 扩散阻挡层 循环氧化 界面 失效机理
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Ta—Si—N/Ti双层结构扩散阻挡层的制备与表征 预览
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作者 邓鹏远 瞿金凤 《哈尔滨轴承》 2013年第2期101-103,106共4页
采用射频磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了Ta-Si—N(10nm)/T1(20nm)双层结构的扩散阻挡层。Cu/Ta—Si—N/Ti/Si样品在高纯氮气的保护下从600至8000C退火1小时。通过四探针电阻测试仪(FPP)、SEM、XRD研究了Cu/Ta... 采用射频磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了Ta-Si—N(10nm)/T1(20nm)双层结构的扩散阻挡层。Cu/Ta—Si—N/Ti/Si样品在高纯氮气的保护下从600至8000C退火1小时。通过四探针电阻测试仪(FPP)、SEM、XRD研究了Cu/Ta—Si—N/Ti/Si系统在退火过程中的热稳定性。研究结果表明:沉积NTi膜上的Ta—Si-N膜为非晶态结构;Cu/Ta—Si—N/Ti/Si样品7000C以上退火后T1原子扩散到Si中形成的TiSi2能有效地降低Ta—Si—N与S1之间的接触电阻;Ta-Si-N/T1阻挡层750cc退火后仍能有效地阻止Cu的扩散。 展开更多
关键词 Ta-Si-N/Ti 扩散阻挡层 CU互连 射频磁控溅射
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