薄膜的应力控制技术研究现状

bomoaa

　　摘　要：薄膜应力普遍存在于薄膜元器件中,从而影响薄膜器件性能,限制了其良好的应用前景.所以控制薄膜的应力,消除其不良影响,是薄膜生产工艺中不可或缺的技术手段.本文对此详细阐述了几种常用的薄膜应力控制方法,并对以后研究工作的开展提出几点要求.
3 o8 [7 A5 v. y6 b' h7 h
7 z/ u$ h2 ^8 T% l 　　关键词：薄膜;应力;控制技术

- j9 h( y0 |  s; L" a 　　分类号：O484.2　文献标识码：A

% ?5 I  j9 a, ^9 h) h 　　文章编号：1672-7126（2008）增刊-017-05
. s$ J2 Y  G8 |' t# {1 B
- [8 m$ X& H# R Stress Release and Control of Thin Films materials Used in Devices Fabrication
; F( u$ i4 m! {
Jiang Zhao　 Chen Xuekang
5 @$ R! b+ }) ^% A* K" T& |
　　蒋钊,联系人:Tel:13893225634;E-mail:qqq-128@163.com
/ X1 W+ ~$ f# T" l$ E: m# J; d$ i
  E- N( D( I6 y 　　作者单位：蒋钊（兰州物理研究所,表面工程技术国家级重点实验室,兰州,730000）
2 I4 m8 {* f5 V' N3 q2 R
7 ]' \  n  w' n/ N8 K8 | 　　陈学康（兰州物理研究所,表面工程技术国家级重点实验室,兰州,730000）

2 W/ K  Z; f, i7 L 　　参考文献：
+ g/ U5 ], q7 ~2 c# p
　　[1]范瑞瑛,范正修.薄膜应力分析及一些测量结果.光学仪器,2001,23（5-6）:84-96
1 p5 A1 ?* ]" A5 Q- \; U# F
　　[2]范玉殿,周志峰.薄膜内应力的起源.材料科学与工程,1996,14（1）:5-12

; x$ [7 y( @7 J 　　[3]卜锦鑫.碟形热双金属片曲率和温度的关系.低压电器,2000,1:53-55

5 m+ _/ x- L3 a4 X1 G 　　[4]范玉殿,周志峰.薄膜热应力的研究.真空科学与技术学报,1996,16（5）:347-353

- I/ [6 a, p- p2 m' S3 a 　　[5]Oliveira J C and Cavaleiro A.Influence of substrate properties and annealing temperature on the stress state of magnetron sputtered tungsten thin films.J Vac Sci Technol,2006,A 24（6）:2071-2075

　　[6]宋学萍,周桃飞,赵宗彦,等.退火温度对溅射Al膜微结构及应力的影响.材料科学与工程,2003,21（5）:724-726
* X+ ?/ K! F2 N
　　[7]安兵,张同俊,袁超,等.对Ag/Cu薄膜退火应力的模拟.材料研究学报,2003,17（5）:460-464
' }) n  c5 ~# ]6 v. N# i# T
　　[8]Tbeuless M D,Gupta J,Harper J M E.Stress development and relaxation in copper films during thermai cycling.J Master Res,1993,8（8）:1845

7 F- k9 j$ j' \( I3 g  X 　　[9]Keller R M,Baker S P,Arzt E.Stress-temperature behavior of unpassivated thin copper films.Aeta Master,1999,47（2）:415
* S5 {* D' [* x: n4 ?/ O% i: r$ @2 v1 B
# R) D  [1 Z, p) |+ }3 D 　　[10]Zhang X,Cben K S,Spearing S M.Themro-mechanical behavior of thick PECVD oxide films for power MEMS applications[J].Sensors and Actuators,2003,A 103:263-270

7 y8 r, w: S! c  A 　　[11]程开甲,程漱玉.薄膜内应力的分析和计算.自然科学进展.1998,8（1）:21-22
" I( t9 S, W8 ]0 P
, j+ Z- z% t: A  M9 E# J 　　[12]程开甲,程漱玉.电子边界是决定分子间作用特性的重要条件.科技导报,1993,12:30

　　[13]程开甲,程漱玉.TFD模型和余氏理论对材料设计的应用.自然科学进展,1993,3（5）:417
3 ^% K  d, i$ F! I
: e: }' m: H# L 　　[14]刘继峰,冯嘉酞,朱静.CoSi2薄膜内应力的微观机制研究.自然科学进展,2001.11（2）:163-167
6 G  ?9 ]4 L( N6 g( p
　　[15]王若楠,刘继峰.C+离子注入对CoSi2薄膜应力的研究[J].自然科学进展2002,12（12）:1296-1300

( Q3 V# b2 ~5 s* A6 C2 l; g 　　[16]Kupfer H,Flugel T,Richter F,et al.Opertical properties and mechanical stress in SiO2/Nb2O5 multilayers.Thin solid films,2001,389:278-283

9 Z) t) G" {! Q) P 　　[17]Hoffman D W.Perspective on stresses in magnetron-sputtered thin films.J Vac Sci.Technol.1994,A12（4）:953-961
/ E- \  r9 v) P6 s* Z6 V# q( q
* J3 c0 b; y. E4 e* [* r& C% b( P8 c5 r 　　[18]邵淑英,范正修,邵建达.ZrO2薄膜应力实验研究.光学学报,2004,24（5）:437-411

　　[19]邵淑英,范正修,范瑞瑛,等.沉积温度对ZrO2薄膜性质的影响.中国激光,2004,31（6）:701-704
% `8 w+ k4 N- l
% |2 Y% g" |0 V" q 　　[20]范玉殿,周志峰.薄膜溅射沉积过程中的原子喷丸效应.真空科学与技术学报,1996,16（4）:235-241
- N9 x* R/ N, G: B; K. @0 H6 ^0 D
, B8 y& r( V5 f: s  a& C4 g1 c% k 　　[21]Vink T J,Walrave W,Daams J L C,et al.Stress,strain and microstructure in thin tungsten films deposited by de magnetron sputtering.J.Appl Plays,1994,74（2）:988-994
5 G7 I2 Z2 p( G' O1 c/ s2 ~' ?
+ O4 R' z" `6 q0 B- c# ^/ T 　　[22]Satomi N,Kitamura M,Sasaki T,et al.Internal stress control of benin thin film.Fusion engineering and design,1998,39-40:493-497

　　[23]Hoffman D W.Internal stress in sputtered chromium.Thin solid films,1977,40:355

　　[24]Cuomo J J,Harper J M E,Guamieri C R.Modification of niobium film stress by low-energy ion bombardment during deposition.J Vae Sci.Technol,1982,20:349-354
( f( ~. Q# Y% `4 S- J' u! w9 ?
　　[25]吕学超,汪小琳,鲜晓斌,等.偏压对铀上磁控溅射铝镀层微结构及残余应力的影响.原子能科学技术,2003,37:122-123