基于电子理论Fe基体上电沉积Cu膜内的应力研究

材料热处理学报, 2010, 31(11): 139-143.

基于电子理论Fe基体上电沉积Cu膜内的应力研究

王莹 ^1, , 任凤章 ^2, , 马战红 ^3, , 苏娟华 ^4, , 田保红 ^5,

1.洛阳理工学院土木工程系,河南,洛阳,471023

2.河南科技大学材料科学与工程学院,河南,洛阳,471003;河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室,河南,洛阳,471003

3.河南科技大学材料科学与工程学院,河南,洛阳,471003

4.河南科技大学材料科学与工程学院,河南,洛阳,471003

5.河南科技大学材料科学与工程学院,河南,洛阳,471003

基金项目: 河南省高校科技创新人才支持计划资助项目(2009HASTIT023) 河南省科技创新人才计划项目(104100510005) 国家自然科学基金资助项目(50771042) 河南省基础与前沿技术研究计划资助项目(092300410064)

关键词：应力 , 薄膜 , 电子密度 , 电子理论 , 在线测量

Explanation based on electron theory for internal stress in electroplated Cu film on Fe substrate

采用电镀法在Fe基体上电沉积Cu膜.用悬臂梁法在线测量了沉积过程中的Cu膜内的平均应力,进而研究了Cu膜内的应力分布及应力来源.结果表明,Cu膜内的平均应力和分布应力均为拉应力,它们均随膜厚的增加而减小.Cu膜内的界面应力很大,而生长应力很小.再者,基于改进的Thomas-Feimi-Dirac(TFDC)电子理论,对Fe基体上Cu膜内由界面应力引起的平均应力做出了初步估算.结果表明,理论估算结果与实验结果的应力性质完全相同,其值也较接近.这说明理论计算模型具有一定的准确性.

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