热应力诱发超细尺度金属薄膜晶界损伤行为及其微观机理研究

项目名称： 热应力诱发超细尺度金属薄膜晶界损伤行为及其微观机理研究

项目编号： No.51371047

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张滨

作者单位： 东北大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 随着微/纳米系统高集成度的迅猛发展，超细尺度金属薄膜中的晶界分数急剧增加，使得热应力作用下金属薄膜中的晶界失效几率显著升高。本项目选取典型的面心立方铜作为研究对象，通过制备具有不同薄膜厚度和晶粒尺寸的铜薄膜样品，系统研究其在热应力作用下的晶界损伤与失效行为。澄清金属薄膜的厚度、晶粒尺寸、晶粒取向及晶界特性与晶界损伤行为之间的关系；采用扫描电镜的形貌观察，结合电子背散射衍射的晶体学分析技术以及聚焦离子束的局部表征手段，重点考察薄膜中典型<111>和<001>面外取向晶粒组成的具有不同特性晶界的损伤行为；结合晶体学分析，阐明具有不同膜厚/晶粒尺寸比的金属薄膜晶界损伤基本规律，澄清超细尺度金属薄膜晶界损伤微观机制，探索建立晶界损伤的理论模型；研究结果不仅对集成电路中金属薄膜可靠性设计与服役安全性评价具有重要的理论参考价值，且将进一步加深对微尺度金属材料高温变形与损伤机理的认识。

中文关键词： 金属薄膜；热应力；晶界损伤；晶界不稳定性；疲劳性能

英文摘要： With the rapid development of high density and performance of microchips in integrated circuits, the fraction of grain goundaries in thin metal film increases dramatically. This unavoidably leads to an increase in failure possibilities of grain boundarie

英文关键词： metal films；thermal stress；grain boundary damage；grain boundary instability；fatigue properties