[发明专利]双层高熵合金扩散阻挡层的制备方法

摘要

本发明公开了一种双层高熵合金扩散阻挡层的制备方法，主要包含以下步骤：将单晶Si基体进行超声波清洗；采用反溅射清洗去除单晶Si基体中杂质，采用预溅射清洗去除靶材和靶片中的杂质；在通入Ar和N流量比为1：(0.65～0.9)条件下，在单晶Si基体上溅射沉积HEANs薄膜；HEANs薄膜达设计厚度时，以Ar作为工作气体，在HEANs薄膜上溅射沉积HEAs薄膜；HEAs薄膜达设计厚度时，将炉内的真空度调整至不低于10^-3Pa，自然冷却后出炉即得双层高熵合金扩散阻挡层。本发明得到的双层高熵合金扩散阻挡层改善了基体、Cu与自当曾的结合强度，并提高扩散阻挡层的整体热稳定性等优点，且制备工艺采用的技术成熟，成本低，污染少等特点。

主权项

一种双层高熵合金扩散阻挡层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将单晶Si基体先后分别置于丙酮和无水乙醇中，进行超声波清洗，充分清洗后取出干燥备用；(2)将步骤(1)清洗过的单晶Si基体和作为靶材的Ta靶、Al靶、Cr靶置入磁控溅射镀膜真空炉内，并在Cr靶上放置Ni靶片，在Ta靶上放置Ti靶片；对磁控溅射镀膜真空炉抽真空后，通入Ar作为工作气体，采用反溅射清洗去除单晶Si基体中杂质，采用预溅射清洗去除靶材和靶片中的杂质，反溅射和预溅射操作压强为1～3Pa；(3)以步骤(2)预溅射清洗处理后的Ta靶、Al靶、Cr靶、Ni靶片和Ti靶片作为磁控靶，在步骤(2)反溅射清洗处理后的单晶Si基体上采用磁控溅射沉积设定厚度的HEANs薄膜层，溅射时，通入Ar和N₂，Ar与N₂的流量比为1：(0.65～0.9)，调节沉积气压为(0.3～0.6)Pa；(4)HEANs薄膜层沉积至设计厚度，关闭N₂进气阀，在不破断磁控溅射镀膜真空炉内真空条件下，通入Ar作为工作气体，于气压(0.3～1)Pa采用预溅射清洗去除Ta靶、Al靶、Cr靶、Ni靶片、Ti靶片和磁控溅射镀膜真空炉腔室内残留的N原子；(5)以步骤(4)预溅射清洗处理后的Ta靶、Al靶、Cr靶、Ni靶片和Ti靶片为磁控靶，在步骤(3)得到的HEANs薄膜层上采用磁控溅射沉积设定厚度的HEAs薄膜层，溅射时，以Ar气为工作气体，调节沉积气压为0.3～0.6Pa；(6)HEAs薄膜层沉积至设计厚度时，关闭Ar进气阀，使磁控溅射镀膜真空炉内的真空度调整至不低于10^‑3Pa，自然冷却后出炉即得双层高熵合金扩散阻挡层。