微型化器件中多晶Cu晶向排布对其受压力学特性的影响仿真研究

为系统研究多晶Cu材料晶向排布对其受压力学特性的影响,通过采用晶体塑性有限元的方法模拟了不同晶向Cu的纳米压痕试验过程.仿真结果表明,从受力变形特点来看,当载荷为几何对称压入时,对称于压入面的两对滑移系呈现对称滑移,对应于各个方向的滑移系产生的塑性变形也呈现对称分布;当压入模式为非对称压入时,不同滑移面的各个滑移系产生的塑性应变均不对称;从受力响应来看,压入方向越趋向于垂直于密排面{111},压入载荷水平越高,在压入深度从100 nm增加至500 nm过程中,伴随压入方向与密排面夹角从0°增加至54.732°,压入载荷从5.090 mN增加至5.674 mN.上述结论对Cu晶向择优和微互连设计具有重要的指导意义,有利于微互连结构可靠性的提升.