电沉积黄铜薄膜开裂行为分析

摘要

[目的]对于在多晶基体上按三维岛状生长的薄膜，其生长应力在厚度方向上存在梯度，这种应力梯度显著影响着薄膜中裂纹的萌生和扩展。[方法]通过观察电沉积黄铜薄膜过程裂纹形态的演变，并原位测量生长应力，建立了薄膜应力梯度与开裂行为之间的联系。[结果]黄铜薄膜电沉积过程中的生长应力显著影响着其裂纹形态。在薄膜生长初期，压应力的存在能够抑制开裂。由岛状结构接触引起的张应力则会促使裂纹在薄膜表面萌生，这些裂纹更易出现在相邻岛状结构的边界处。随着沉积时间的延长，不断增大的生长张应力使薄膜表面裂纹逐渐向内部扩展。后期的压应力则促使裂纹形态从“V”形转变为“O”形。[结论]本文的研究结果可为制备新型低开裂敏感型薄膜提供理论依据。

关键词

电沉积 / 黄铜薄膜 / 开裂 / 生长应力 / 原位测量

基金资助

河北地质大学博士科研启动金项目（BQ2024054）; 河北省高等教育规划研究课题（GJXH2024-103）