Si和316L基片上TiN薄膜微观结构和应力的对比分析

摘要：

目的 比较Si和316L基片上TiN薄膜的微观结构和应力,分析基片材料和基片初始曲率对薄膜应力的影响.方法 采用电弧离子镀技术在Si基片和316L基片上制备了TiN薄膜,实测了薄膜应力,通过XRD、SEM、TEM等方法对薄膜的微观结构进行了分析.运用有限元分析技术,以结构力学为原理,分别对不同初始曲率的Si基片和316L基片上的薄膜应力测试进行了计算和校正应用.结果 相同工艺条件下,316L基片上TiN薄膜的应力比Si基片上的大.TiN薄膜应力随偏压的增大而增大.薄膜生长至近表面都形成了柱状晶结构,316L基片与TiN薄膜的膜基界面处出现较多的半共格生长结构,而Si基片的膜基界面结合以纳米晶混合为主.基片的初始曲率半径会导致薄膜应力测试产生误差,初始半径越小,引起的误差越大.结论 偏压作用下,316L基片上薄膜会产生更大的压应力.316L与TiN薄膜的膜基界面结合更好,有利于其承受更高的薄膜应力.316L基片的初始曲率半径显著小于Si基片,由此引起的薄膜应力测试误差较大,有必要对316L 基片上的薄膜应力测试结果进行校正.

关键词：基片弯曲法、应力测试、残余应力、基片初始曲率、基片材料

所属期刊栏目：51

分类号：TG174.444(金属学与热处理)

资助基金：深圳职业技术学院重点项目;深圳市基础研究项目

在线出版日期：2022-04-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：278-285