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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 微米和纳米 » 微纳器件 » 【求助】RF磁控溅射薄膜退火后开裂
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doublewei

银虫 (小有名气)

[交流] 【求助】RF磁控溅射薄膜退火后开裂

用180W的RF溅射陶瓷靶，大概厚度是1.5um吧，但是经过900度退火之后薄膜开裂的惨不忍睹，请问怎么回事啊？我的基片是石英，溅射过程中没有对基片进行加热。
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1楼 2009-03-19 09:30:25
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cos60

木虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
石英的热涨系数太低了，一般的材料热涨系数都比它大，如果有高温降至室温，石英收缩的比薄膜慢，薄膜中会产生张应力的，如果张应力太大，薄膜就开裂了。

你把石英管加热到一千度，马上扔到冷水里，你看它会炸裂吗？不会 这就是低热涨系数材料的好处，也是为什么高温管式炉用石英做管及石英舟的原因。

你可以参看这篇文献APPLIED PHYSICS LETTERS 91, 021915 （2007）
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11楼2009-06-30 22:19:06
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memser

★ ★
大笨猪和聪明羊(金币+1,VIP+0):谢谢应助^_^ 3-19 11:01
doublewei(金币+1,VIP+0):谢谢啊，先给一个，看看之后还有没有人了。 3-19 12:59
产生了应力啊，退火可以降低应力，但是也可能产生应力啊。之前做有这现象吗？之前没有只是这次话，得想想是不是前面预处理等步骤是不是有问题，溅射对基地表面要求很高的。
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2楼2009-03-19 10:19:41
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doublewei

银虫 (小有名气)
谢谢！我也感觉肯定是应力的问题。之前的也都是这样，只不过薄膜厚度在0.7um以下的时候开裂程度不严重，也可能是看不出来吧。但是在1.5um之后就肉眼就能看出来了。基片的预处理就是传统的浓硫酸+双氧水，再乙醇，再丙酮。在溅射的时候基片加热能不能解决这个问题？
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3楼2009-03-19 13:03:36
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memser

★ ★ ★ ★
doublewei(金币+4,VIP+0):谢谢了！版主有前途！ 3-19 18:53
按照你这么说肯定是应力问题，薄膜应力的变化和工艺中薄膜的厚度有很大关系的。越厚应力集中越明显，厚了不仅应力出问题，表面质量也变差，比方粗糙度等。应力改变需要你做详细的工艺验证，比方溅射功率、温度等等。建议你先测试薄膜应力，压应力？张应力？溅射前后分别测衬底应力，最后可以得出，然后在设计应力调整方案。Good Luck!
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4楼2009-03-19 16:00:22
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