125 / 2019-03-12 21:59:32

基于退火后的圆形鼓泡表征膜-基界面高温结合能

全体主题 > 物理气相沉积和化学气相沉积薄膜技术

受设备服役温度、高温材料易氧化等条件的影响，现有表征膜-基界面能的方法只能限制于常温下。然而，高温下膜-基界面开裂已是一种常见的失效模式，表征高温结合能并理解其影响因素显得尤为重要。我们通过在Si表面沉积TiN膜，然后采用真空退火的方法，使得薄膜形成圆形鼓泡。通过表征圆形鼓泡的三维尺寸，成功测得TiN-Si在300-500摄氏度温度区间的结合能。发现结合能随温度的升高先增大后减小。Si基体中随温度升高而逐渐增加的塑性变形能是所测结合能升高的原因；膜-基界面的局部结晶导致了结合能的下降。界面结晶导致圆形鼓泡在更小的尺寸下发生了非轴对称扩展。