2008年27卷第9期
稀有金属快报
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AI基上偏压磁控溅射Cu薄膜的工艺研究
余凤斌1，陈莹2，曾海军1，夏祥华1，李建国1，孙业雷1
（1.山东天诺光电材料有限公司，山东济南250101）
(2.山东现代职业学院，山东济南250100）
摘要：利用磁控溅射方法，通过对衬底施加负偏压吸引等离子体中的阳离子对衬底进行轰击，在A1箔上制备Cu薄膜。采用强力胶带试验及数字式微欧计考察了负偏压对薄膜附着力和方块电阻的影响，以及Cu薄膜的氧化规律。结果表明，样品的附着力随负偏压的增大先急剧增加，后又下降，负偏压为200V时附力最强，为76N；方块电阻则随负偏压的增大先下降，在200V达到最小值1.575Q/口，而后又增大；Cu薄膜的氧化反应完成的时间与Cu膜厚度基本线性规律。
关键词：AI基Cu薄膜；磁控溅射；附着力；方块电阻；动力学特性
中图法分类号：TN305.8，0484.4 1引言
文献标识码：A
将Cu与AI复合制成结构件，不仅能降低构件的重量、节约成本，而且还能充分发挥两种金属各自的性能优势。因此，在AI基体上制备Cu薄膜具有相当重要的意义[1-4]。
美国通用原子公司采用单点金刚石切削技术(SinglePointDiamondTurming，SPDT）与溅射方法相结合，实现A1与Cu两种金属薄膜连接(5-7)。中国工程物理研究院应用电子学研究所采用蒸镀方法实现了A1箔和Cu箔复合连接。采用上述两种方法制备的AI/Cu复合薄膜已大量用于冲压五金件、锂电池负极集流体、电子线路、传热材料及电磁屏蔽等领域。但采用这两种方法所制备的金属薄膜通常附者力较低，无法满足某些领域对其更高的要求。针对这一问题，本实验采用偏压磁控溅射方法在A1 箔上制备Cu薄膜，研究了磁控溅射负偏压对Cu薄膜附着力及方块电阻的影响。采用方块电阻法探讨
收稿日期：2008-05-27
文章编号：1008-5939(2008)09-035-04 了Cu薄膜的氧化反应规律。
电子元器件用Cu薄膜的工作温度一般在140~ 200℃。在此温度下Cu薄膜会发生氧化，导致电阻增加，机械性能下降。为此，进一步优化偏压磁控测射工艺及深人认识Cu薄膜的氧化规律，对于制备优质A1/Cu复合膜及正确评估使用这种复合膜的电子元器件的寿命，进行失效分析有着重要的实际意义。
2实验
真空磁控溅射采用Cu靶，设备本底真空度为 1.5×10-2Pa，真空度2x10-Pa，电流5.2A，电压 450V，磁控溅射负偏压分别为0，50，100，150， 200，250，300V。Ar气纯度为99.999%。实验前先对AI基片进行清洗。清洗方法是将基片先放在丙酮中超声波清洗30min以除去基片表面的有机物，提高膜与基片间的附着力，再分别用去离子水和无水乙醇清洗。靶材在Ar气氛中预溅射20min，
基金项目：国防基础科研基金资助（B0920061337），济南市科技攻关项目（065012）
作者简介：余凤风斌，男，1982年生，硕士，山东天诺光电材料有限公司，山东济南250101，电话：15863181421，
Email: fengbin0710@163.com