靶基距对Cu_Si(100)薄膜结构和残余应力的影响

采用高功率调制脉冲磁控溅射(MPPMS)技术在Si(100)基体上沉积Cu薄膜,SEM观察薄膜厚度及生长特征、XRD分析薄膜晶体结构、nanoindentor测量薄膜纳米硬度和弹性模量、Stoney公式计算薄膜残余应力,研究沉积过程靶基距对Cu/Si(100)薄膜沉积速率、微结构及残余应力的影响。随着靶基距的增大,薄膜沉积速率降低,薄膜的生长结构由致密T区向I区转变,Cu(111)择优生长的晶粒逐渐减小,薄膜纳米硬度和弹性模量也相应降低,残余拉应力约为400 MPa。较小靶基距时增加的沉积离子通量和能量,决定了薄膜晶粒合并长大体积收缩过程的主要生长形式,导致了Cu/Si(100)薄膜具有的残余拉应力状态。MPPMS工艺的高沉积通量和粒子能量可实现对Cu/Si(100)薄膜残余应力的调控。

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本文档关键词:应力,薄膜,残余,结构,影响