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本文利用自主研发的扫描电子显微镜-扫描探针显微镜联合测试系统(SEM-SPM),研究了直流磁控溅射(DCMS)和原子层沉积(ALD)两种成膜方式对40、60和80 nm超薄铜薄膜弹性模量的影响.基于赫兹理论和King模型的计算结果表明,利用DCMS得到不同厚度铜薄膜的弹性模量值在(95±2)Gpa~(125±4)GPa之间,而通过ALD得到的铜薄膜弹性模量值在(99±2)Gpa~(154±6)GPa之间.对比分析可知,不同厚度的铜薄膜弹性模量比块体铜材料的弹性模量(90 GPa)大6%~71%,且通过两种不同方式沉积得到的铜薄膜弹性模量值都随着薄膜厚度的增加而减小,表现出明显的尺寸效应.而且对于同一厚度的铜薄膜,利用ALD沉积的弹性模量比DCMS的大4.2%~23.2%,由透射电子显微图像对比分析可知,前者的平均晶粒尺寸是后者的60%,纳米晶粒小尺寸效应可能是薄膜弹性模量增大的原因. 相似文献
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利用直流磁控溅射(DCMS)在(100)方向的硅片上沉积厚度为60、90、120、180 nm的钛薄膜。采用布鲁克原子力显微镜(AFM)以及扫描电镜/扫描探针显微镜(SEM/SPM)联合测试系统分别对其进行纳米压痕试验,并通过赫兹理论和King模型求得其弹性模量值。由布鲁克原子力显微镜(AFM)得到的结果表明,厚度为60～180 nm的钛薄膜弹性模量在(95±2) GPa～(132±6)GPa;对于同一厚度的钛薄膜,在不同的峰值力下,其弹性模量均随着压入深度的增加而减小;而且对于不同厚度的钛薄膜,在相同的峰值力下,其弹性模量随薄膜厚度的增加而减小。另外,采用SEM/SPM联合测试系统得到钛薄膜的弹性模量同样随着薄膜厚度的增大而减小。 相似文献
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