基体对应力诱导的纳米晶W膜开裂行为的影响

摘要

采用磁控溅射方法同时在Si(100)和聚酰亚胺(PI)基体上沉积W膜,对比研究不同基体约束对纳米晶W膜微观结构及应力诱导的开裂行为的影响.结果发现.在两种基体上W膜的裂纹形态明显不同.在Si基体上W膜的裂纹呈楔形,而在PI基体上W膜的裂纹呈半圆柱形凸起于薄膜表面.这种裂纹形态的差异源于两种基体上W膜的变形机理不同.在刚性Si基体上,W膜的裂纹扩展是通过晶粒平面内的转动实现的.而在柔性PI基体上W膜裂纹扩展是通过排列晶粒在平面内、外的转动协调完成的.分析表明,两种截然不同的开裂行为与不同基体上薄膜内应力的变化规律、基体对薄膜的异质约束能力密切相关.