真空环境中多场耦合对Au/Cu/Si薄膜界面结构的影响

2013-09-27 严 楷 北京科技大学新材料技术研究院

  所采用磁控溅射方式在Si基低上制取了Au/Cu塑料膜。巧用扫面俄歇微探头(SAM)纳米级化分折新技术实施的表面组成成分分折与强度刨析,论述在高压气大的环境中,UV紫外线线辐照、微氧氧量及工作的室内溫度等原因用处对Au/Cu塑料膜程序界面结构设计的影响力。实验性报告表达:大的环境的室内溫度的上升,使塑料膜内缺欠增大,为Cu电子层的吸附作为了多的吸附安全通道;UV紫外线线辐照诞生了一样的热效用,进一步强化了Cu电子层在Au层中的吸附;微氧的会有诱发性了Cu电子层的吸附。3种原因推进用处下,诱发性移迁吸附长效机制在室内溫度下型成,并于工作的室内溫度到100℃后趋向于稳定可靠。   电子厂技术元元器是组合航空航天起飞器、推动路面无线遥控不能替代的节构这部分,其靠普性是确保整个机器健康升空、长久的操作的决定性确保。之所以长久的在大地周围环保中工作的的元元器,不能防范地会受过服务器原子节构氧、热循环系统和太阳光的紫外线辐照等低大地轨道组件服务器周围环保问题的效果,机会出现这些元元器的封口破环、管脚开裂、内引线键合点脱开等而最中失灵。之所以,对组合电子厂技术元元器的工业产品特意是塑料薄膜界面显示节构变化无常确定早期判断,构建合适的的好评步骤,防范因失灵造起飞器的重大损失,具非常的决定性的意义上。   现下的不可用评估报告格式技术是经济参数表的侧量,特少涉及到的納米数率定性分折与对宏观不可用缘由的选择。其实上成熟期的面上定性分折器材如复印机扫描俄歇微检测器(SAM)还可以对配件在某一周围环境中的面上和画面药剂学成分转化确定跟踪目标,能为探讨配件不可用缘由带来可靠性的信息。

  本文采用了磁控溅射法在硅片上制备了Au/Cu薄膜。在自制真空设备中,通过改变温度、含氧量、以及紫外辐照等方法,即部分模拟的太空环境对Au/Cu/Si薄膜样品进行处理。同时运用SAM、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(S℃M)等分析方法,研究薄膜表面和界面结构,界面层产物分布以及原子扩散过程。结果显示了Au/Cu/Si体系的界面扩散和薄膜失效的联系,这为进一步研究太空中电子元器件失效提供有益的参考。

1、实验方法

  1.1、正空室内环境模拟系统配置

  图1为自制模拟低地球轨道空间环境的真空系统装置示意图,腔体内装有一个辐照强度可调的低压汞灯(如d所示),可对样品进行外太空紫外辐照的模拟;设有温度控制系统(如f所示),确保样品在室温到300℃范围内加热可调;整个系统与机械泵-涡轮分子泵相联(如i,j所示),以保持真空度达到1×10-4 Pa,通过一个气氛针形阀连接氧气瓶使样品获得微氧环境的工作条件(如b,c所示)。

真空环境模拟装置示意图

图1 真空体场景虚拟器关心图   1.2、样件配制与整理

  采用JCP-350三靶磁控溅射系统,以单晶Si片为基底,本底真空度保持为6.5×10-4 Pa,溅射气氛为Ar气,溅射气压1.6Pa。依次沉积Cu和Au,形成Au(100~300nm)/Cu(100nm)/Si复膜试样。制备好的复膜试样在上述真空环境模拟装置中分别按以下五种实验条件进行处理(表1)。

表1 研究信息内容基本参数

真空环境中多场耦合对Au/Cu/Si薄膜界面结构的影响

结论

  (1)场景室内温度的增大使透明膜内异常现象扩大,为Cu水分子的向外散出打造了比较多的向外散出绿色通道;   (2)分光光度计辐照导致了一样的热作用,加重了Cu共价键在Au层中的蔓延;   (3)微氧的具备诱导型了Cu共价键的吸附;   (4)在微氧、UV紫外线辐照和区域温分工协作用途下,引诱粘附共识机制在常温下确立,并于区域温达到100℃后趋近动态平衡。