材料表面薄膜技术

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1、材料表面薄膜技术：杨烈宇。P253-260PiezoresistanceandelectricalresistivityofPd,Au,andCufilms:电子隧道效应与表面粗糙度对薄膜电阻的影响。meanfreepathandeffectivedensityofconductionelecteonsinpolycrystallinemetalfilmsd电子自由程对多晶金属电阻率的影响。Theelectricalconductivityofthinmetalfilmswithverysmoothsurfaces具有光滑表面的金属薄膜的电导率（1）金属薄膜电阻率与表面粗糙度、残余应力的关

2、系唐武1，邓龙江1，徐可为2，JianLu3(1．电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都610054)(2．西安交通大学，陕西西安710049)薄膜表面的粗糙度可通过原子力显微镜测量，残余应力采用光学干涉的方法测定。电阻率与表面粗糙度的关系：随着表面粗糙度的增加薄膜的电阻率一直在增加，有关薄膜表面散射对薄膜电导的影响，已经有很多人作过研究，目前认为比较符合实际情况的是法奇斯(Fuchs)．桑德海默尔(Sondheimer)理论。由桑德海默尔推导的薄膜电阻率的表达式很繁，当t>2时，在应用上可取近似表达式：一般的金属电子自由程大概为在50℃时大概20-30，镍镉或者康铜，当厚

3、度T=10，即厚度为300nm时，根据上式计算得：反射所占比例为P，漫反射所占比例为（1-P），对于同样的薄膜，改善表面光滑程度，可以使薄膜电阻率降低。表面高低起伏越大，粗糙度值就越大，电子与之碰撞的几率就越多，在电场方向降低的传输速度就加快，导致薄膜电导率下降，相应电阻率升高。也就是说，表面粗糙度越大，薄膜电阻率将增大Burnett[12】等人对溅射Cu膜研究发现，随残余拉应力增加，薄膜电阻率增大；研究认为，电阻率与残余应力之间的这种对应关系，可能和薄膜的晶体取向有关。从前期研究中已经知道，对面心立方金属，薄膜残余应力与晶体取向有内在的联系【16l。薄膜残余拉应力随(111)取向增强而增

4、大。薄膜中电阻率的产生与电子．晶格、电子．杂质、电子．晶界、电子一表面的碰撞有关，这就必然会涉及到晶界、晶格和表面的状态。对应于表面能，密排面(111)对应的表面能最小；对应于应变能，(111)取向的晶粒中应变能密度最大。也就是说，随着残余拉应力的增加，薄膜(111)取向呈增强的态势。此时，薄膜中应变能集聚越多，导致晶粒变形越厉害，晶界扭曲程度增加，晶界对电子造成的散射就会越显著，薄膜电阻率相应增大。Tseng[171等人对Al和W膜的研究进一步证实了上述结果。（2）陶瓷基体表面粗糙度对Ni-Cr薄膜换能元性能的影响王广海，李国新，焦清介(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京10

5、0081)：随着基底粗糙度的增大，薄膜颗粒度增大，结构缺陷增多，电阻率增大，Ni．cr薄膜附着力变大；基底粗糙度不同的样品随着刺激量的增大，爆发时间的差别逐渐缩小，t基片表面粗糙度分析I．1基片预处理选择陶瓷片(青^l：O，95％)作为摹体材料前先将陶瓷摹体分别#l摩}、抛光处理．得到3种小1"1粗糙鹰的陶瓷基底，即：地光基底、粗磨基底、原始束处理齄底，然后进行超声波清洗。凡体班撩如下：1)将基片放人洗浩液中浸泡15mi,i．眦去踪坫片在抛光和打暗过程中带来的表晰油脂的污染：2)取出基片，用大量上离子水漂洗．以击障丧面残留的洗沽淑；3)在洒精邗乙醚(2。1)的混台液中越声波清洗；4)用高压

6、氨气吹r基片。馋个操作过程中要旌免用手商接接牲基片金属电阻形成的根源是自由电子发生碰撞，从而失去了从外电场霍德尔的定向速度，这种碰撞可能发生于电子-晶格，电子-杂志、电子-晶界、电子-表面，在块体材料中，电子-表面碰撞的次数在总的碰撞次数中所占比率较小，可以胡烈，因而块体材料的电阻率与物体尺寸无关。