真空環(huán)境中多場耦合對(duì)Au/Cu/Si 薄膜界面結(jié)構(gòu)的影響

嚴(yán) 楷¹ 曹江利¹ 嚴(yán) 謹(jǐn)² 李展平² 朱永法² 姚文清²

(1.北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院 北京 100084;2.清華大學(xué)化學(xué)系 北京 100083)

摘要：

　　飛行器電子元器件的可靠性是保證整機(jī)安全升空、長期運(yùn)行的重要保證[1]。對(duì)構(gòu)成電子元器件的電極材料特別是薄膜界面結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行早期診斷，建立適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)方法，避免因失效造成飛行器的損失，具有十分重要的意義[2]。然而目前的失效評(píng)估方法都是宏觀參數(shù)的測量，很少涉及納米量級(jí)分析與對(duì)微觀失效機(jī)制的判斷。

　　本研究中通過模擬的低地球軌道環(huán)境對(duì)Au/Cu/Si 薄膜樣品進(jìn)行處理，同時(shí)運(yùn)用俄歇電子能譜、原子力顯微鏡、X 射線衍射等分析方法，研究薄膜表面和界面結(jié)構(gòu)，界面層產(chǎn)物分布以及原子擴(kuò)散過程。20℃到200℃之間環(huán)境溫度的升高使薄膜內(nèi)缺陷增加，為Cu 原子的擴(kuò)散提供了更多的擴(kuò)散通道;紫外輻照產(chǎn)生了等同的熱效應(yīng)，加劇了Cu 原子在Au 層中的擴(kuò)散;微氧的存在誘導(dǎo)了Cu 原子的擴(kuò)散;如圖1 所示，在微氧、紫外輻照和處理溫度協(xié)同作用下，誘導(dǎo)擴(kuò)散機(jī)制在室溫下形成，并于處理溫度達(dá)到100℃后趨于穩(wěn)定。

基金項(xiàng)目：

　　科技部創(chuàng)新方法工作專項(xiàng)(No. 2009IM030500);江蘇省大氣環(huán)境監(jiān)測與污染控制高技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京信息工程大學(xué))開放課題(No. KHK1114)資助

參考文獻(xiàn):

　　(1)Gudze M T,Melchers R E.Corros Sci[J],2008,12:3296

　　(2)Tan C W,Daud A R,Yarmo M A.Appl Surf Sci[J],2002,191:67