真空環境中多場耦合對Au/Cu/Si 薄膜界面結構的影響

嚴 楷¹ 曹江利¹ 嚴 謹² 李展平² 朱永法² 姚文清²

(1.北京科技大學新材料技術研究院 北京 100084;2.清華大學化學系 北京 100083)

摘要：

　　飛行器電子元器件的可靠性是保證整機安全升空、長期運行的重要保證[1]。對構成電子元器件的電極材料特別是薄膜界面結構變化進行早期診斷，建立適當的評價方法，避免因失效造成飛行器的損失，具有十分重要的意義[2]。然而目前的失效評估方法都是宏觀參數的測量，很少涉及納米量級分析與對微觀失效機制的判斷。

　　本研究中通過模擬的低地球軌道環境對Au/Cu/Si 薄膜樣品進行處理，同時運用俄歇電子能譜、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構，界面層產物分布以及原子擴散過程。20℃到200℃之間環境溫度的升高使薄膜內缺陷增加，為Cu 原子的擴散提供了更多的擴散通道;紫外輻照產生了等同的熱效應，加劇了Cu 原子在Au 層中的擴散;微氧的存在誘導了Cu 原子的擴散;如圖1 所示，在微氧、紫外輻照和處理溫度協同作用下，誘導擴散機制在室溫下形成，并于處理溫度達到100℃后趨于穩定。

基金項目：

　　科技部創新方法工作專項(No. 2009IM030500);江蘇省大氣環境監測與污染控制高技術研究重點實驗室(南京信息工程大學)開放課題(No. KHK1114)資助

參考文獻:

　　(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