器件韧性镀膜微划痕破坏机理研究

摘要

对硅基体上之韧性镀膜 (铝膜 )的粘结强度及破坏机理进行微划痕实验及理论研究 ,从实验中观察出该体系的破坏特征 ,进而测量出微划痕水平驱动力、划痕深度随划痕水平位移并伴随有界面脱胶发生时的变化规律。针对微划痕破坏特征 ,建立了双粘聚力模型 ,并对由微划痕引起的界面弹塑性脱胶进行了数值模拟 ,给出界面脱胶时能量释放率随其他材料参数变化的理论预测曲线 ,并将预测值与文中的铝 硅实验结果及与文献中关于铂 氧化镍的实验结果进行对比 ,达到基本符合。通过对韧性薄膜 脆性基体的微划痕实验研究和理论分析 ,获得如下主要结论 :( 1)韧性膜的微划痕破坏特征为 ,当划刀尖端接近界面时 ,将突然发生薄膜沿界面的脱胶现象 ,并在界面附近脆性基一侧形成界面裂纹并扩展 ;微划痕的水平驱动力表征了整个薄膜脱胶体系的能量释放率 ;薄膜或涂层材料的塑性变形对微划痕过程有较强的抑制作用。 ( 2 )界面的分离强度和材料的剪切强度对微划痕过程有重要的影响。 ( 3)