基片弯曲法分析Ag/Fe多层膜退火过程中界面应力的变化

有关薄膜应力的一般测量方法存在精度不高和不能实时测量的缺点。多层薄膜材料是在非平衡条件下制备的性能优异并包含高密度界面的新型亚稳定材料 ,由于其结构的差异 ,一般测量薄膜应力的方法如X射线衍射法、拉曼光谱法等失去作用。阐述了基片弯曲法测量薄膜应力的原理 ,设计了用光杠杆法测量试样曲率的装置 ,并实时测量了Si基Ag/Fe多层膜在退火过程中表面弯曲曲率的变化。同时开发了软件处理系统 ,并计算和分析了Ag/Fe多层膜退火过程中膜 基界面的应力变化。研究表明 ,经过退火处理的薄膜应力有极大的增加 ,其中升温过程发生了再结晶 ,使薄膜应力降低 。

用干涉方法测量薄膜应力

基于基片弯曲法和牛顿环的基本原理,使用He-Ne激光器、扩束镜、凸透镜和带分光镜的移测显微镜·搭建了薄膜应力测量装置,采用直流溅射法制备了厚度为30～144nm的银薄膜,衬底采用厚度为0．15mm、直径为18mm的圆形玻璃片,实验发现,薄膜厚度对银薄膜的内应力有显著的影响,在薄膜厚度很小时，随着薄膜厚度的增加，应力迅速增大,达到最大值后,随着厚度的继续增加,薄膜应力下降较快并趋于稳定值.

Si和316L基片上TiN薄膜微观结构和应力的对比分析

目的 比较Si和316L基片上TiN薄膜的微观结构和应力,分析基片材料和基片初始曲率对薄膜应力的影响。方法 采用电弧离子镀技术在Si基片和316L基片上制备了TiN薄膜,实测了薄膜应力,通过XRD、SEM、TEM等方法对薄膜的微观结构进行了分析。运用有限元分析技术,以结构力学为原理,分别对不同初始曲率的Si基片和316L基片上的薄膜应力测试进行了计算和校正应用。结果 相同工艺条件下,316L基片上TiN薄膜的应力比Si基片上的大。TiN薄膜应力随偏压的增大而增大。薄膜生长至近表面都形成了柱状晶结构,316L基片与TiN薄膜的膜基界面处出现较多的半共格生长结构,而Si基片的膜基界面结合以纳米晶混合为主。基片的初始曲率半径会导致薄膜应力测试产生误差,初始半径越小,引起的误差越大。结论 偏压作用下,316L基片上薄膜会产生更大的压应力。316L与TiN薄膜的膜基界面结合更好,有利于其承受更高的薄膜应力。316L基片的初始曲率半径显著小于Si基片,由此引起的薄膜应力测试误差较大,有必要对316L基片上的薄膜应力测试结果进行校正。

金属多层复合膜内应力的测定

介绍了采用基片弯曲法来测定多层复合膜内应力的原理和方法。文中利用该法测定了离子镀铝青铜的多层复合膜和单层厚膜的内应力,分析了它们内应力不同的原因。