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《纳米压痕法测量Cu膜的硬度和弹性模量_黎业生》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第46卷第9期今扁学玻V61.46No.92010年9月第1098一1102页ACJ,AMETALLURGICASINICASePt2010PP.1098一1102纳米压痕法测量Cu膜的硬度和弹性模量`黎业生(江西理工大学材料与化学工程学院,赣州.341000)汪伟(中国科学院金属研究所材料科学国家(联合)实验室,沈阳110016)摘要利用纳米压痕技术对沉积在Si衬底上1拜m厚Cu膜的硬度H和弹性模量E进行了测量.结果表明,由单一刚度测量(SSM)和连续刚度测量(CSM)2种方法测得的E值基本一致.然而由于Cu膜的室温蠕变行
2、为显著,用SSM方法测得薄膜的H值显著小于用CSM方法测得的H值.对加载曲线进行分析表明,在压入深度为528一587nm时薄膜硬度显示基体效应,压入深度与薄膜厚度的比值与有限元计算结果吻合较好,关键词纳米压痕,Cu膜,硬度,弹性模量中图法分类号TG146.11文献标识码A文章编号0412一1961(2010)09一1098一05MEASUREMENTSOFHARDNESSANDELASTICMODULUSOFCuTHINFILMBYMEANSOFNANOINDENTATIONLlYeshengSehoolofMaterial
3、sSeieneeandChemiealEngineering,JiangXiUniversityofSeieneeandTeehnology,Ganzhou341000H伪刃召W己乞ShenyangNationalLaboratoryforMaterialsSeienee,InstituteofMetalReseareh,ChineseAeadenlyofSeienees,Shenyallg110016CO二sPondent:LlYesheng,Pmfesso叽几l:fo四7)5,1忍忍哪,E-ma乞l:叹匆yl坛夕eshe
4、ng@too.comSu尸ported乙万Nat坛onalNatoralSe坛eneeFoondat乞onofCh乞na(N0.00。刊。,7)andNat。二1Se:eneeFo二ndationof几angxZprov乞nce乙No.0007GzC07z习ManuseriPtreeeived200于12-24,inrevisedform2010刁4一15ABSTRACTHardness(H)andelastiemodulus(E)ofl科mthiekCufilmdepositedon51substrateweremeasu
5、red饰meansofnanoindentationteehnique.TheEvalueofCufilmobtainedbyusingsinglestifnessmeasurement(SSM)15eonsistentwiththatobtainedfromeontinuousstifnessmeasurement(CSM).However,theHvalueobtainedfromSSM15muchsmallerthanthatfromCSMbeeauseofoeeurreneeofsignifieantereePdur
6、ingtheholdingPeriodatambienttemPerature.TheanalysisofloadingeurvesshowsthatthesubstrateefeetonhardnessmeasurementapPearsastheindentationdepth15about528一587nm,indieatingtheratioofpenetrationdepthtofilmthiekness(about0.5)15eonsistentwiththe6lilteelementealeulation.KE
7、YWORDSnanoindentation,Cufilm,hardness,elastiemodulus随着金属薄膜材料在微电子领域的广泛应用,人们利大量的测试研究{`一9].由于薄膜材料的变形机制复杂,特用纳米压痕技术对薄膜的硬度H和弹性模量E进行了别是由于基体对H和E的测试结果有影响(基体效应),获取薄膜真实的H和E非常困难.硬度作为压头作用于材料表面上的平均应力并不是*国家自然科学基金项目50571097和江西省自然科学基金项目材料的本征力学性能参量,因此,有些金属材料的H值不ZOO7GZC0712资助是常数.由于在压
8、头周围会产生大量几何位错间,H通收到初稿日期:2009一12一24,收到修改稿日期:2010刁4一15常随载荷增加而减小.而有些金属材料如:纳米材料和非作者简介:黎业生,男,1966年生,教授晶合金,利用不全位错{`0J或剪切带[l`一'3]等方式变形,DOI:10.3724/SP.J.I
