测量Cu和Sn薄膜中的应变

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：接下来，Cu的220、311、331和420对应的衍射峰，以及Sn的400、231、420、411、440、123、303、233和143对应的衍射峰均用于推断。实验中发现，在室温下退火时，Cu/Cu6 Sn5/Sn三层膜结构中残余Cu膜处于拉应力状态，而残余Sn膜处于压应力状态。与膜表面平行的方向上Cu膜应变约为±0.06%，不确定性为±50%。表3.3室温下退火后Cu和Sn的晶格参数的推测值

3.2.1节中讨论了使用Seeman-Bohlin衍射仪进行薄膜材料晶格参数的测量和相种类的识别。相对于薄膜表面的法向而言，衍射仪中每个衍射峰对应的倒易晶格矢量会形成一个对应的倾角φ（φ＝θ-γ），其中θ是布拉格角，γ是X射线束的固定入射角。在倒易晶格矢量的方向上，X射线可测量晶面间距或应变。通过推断φ＝90°，就能够获得沿主应力方向上的应变，即与薄膜表面相平行的方向上的应变。接下来，Cu的220、311、331和420对应的衍射峰，以及Sn的400、231、420、411、440、123、303、233和143对应的衍射峰均用于推断。由于β-Sn的晶格是体心四方结构，故通过连续迭代即可推断得到晶格参数a和c。实验中发现，在室温下退火时，Cu/Cu6 Sn5/Sn三层膜结构中残余Cu膜处于拉应力状态，而残余Sn膜处于压应力状态。表3.3所示为通过推断获得的晶格参数，即在室温下退火后沿着与薄膜表面相平行的方向上Cu与Sn的晶格参数。在熔融石英上沉积并在室温下退火后获得的单层Sn结构的晶格参数也列在表中作参考。与膜表面平行的方向上Cu膜应变约为±0.06%，不确定性为±50%。而沿同一方向的Sn膜中应变约为-0.16%，低于弹性极限0.2%。这里的压应力将与第6章中将讨论到的锡须自发生长有关。

表3.3　室温下退火后Cu和Sn的晶格参数的推测值(https://www.chuimin.cn)

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测量Cu和Sn薄膜中的应变

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