直流脉冲磁控溅射铜膜的结构与性能研究

谈淑咏^1,2，张旭海³，朱迪¹，陈健¹，蒋建清³

1. 南京工程学院材料工程学院2. 江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室3. 东南大学材料科学与工程学院

摘 要：采用直流脉冲磁控溅射法制备铜膜,利用X射线衍射法分析薄膜相结构,通过扫描电镜观察薄膜形貌,基于纳米压痕载荷-位移曲线计算薄膜的硬度、弹性模量和接触刚度,同时采用显微硬度法测量薄膜硬度,系统研究了溅射功率和偏压对铜膜结构和力学性能的影响。结果表明,通过纳米压痕载荷-位移曲线计算薄膜力学性能是可靠的。随着溅射功率的增大,铜膜生长取向几乎无变化,均呈无择优生长状态,弹性模量、接触刚度基本不变,硬度略有减小;偏压增大会使铜膜呈现明显的（111）取向生长,接触刚度、弹性模量和硬度呈下降趋势。

关键词：铜膜;纳米压痕;弹性模量;硬度;接触刚度;