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1、第二章 薄膜的力学性质 第三讲,1.2 薄膜的附着性质（重要）理论上需对结合界的了解。使用上决定了薄膜元器件的稳定性和可靠性。现无统一的测量薄膜附着性能的准确测量技术.薄膜的附着性能直接与附着的类型、附着力的性质、工艺、测量方法有关。,中间层附着在薄膜与基片之间形成一个化合物而 附着，该化合物多为薄膜材料与基片材料之间的化 合物。,2.1.1 附着力的性能（性质）三种附着力：范德华力、化学键力、静电力（机械锁合）(氢键）,范德华力（键能）,氢键（键能0.1eV）离子性的静电吸引不普 遍，仅在电负性很强的原子之间。,静电力薄膜和基体两种材料的功函数不同，接触后发生电子转移界面两边积累正负 电荷
2、静电吸引,影响附着力的工艺因素 包括材料性质、基片表面状态、基片温度、淀积方式、淀积速率、淀积气氛等。,基片材料的性质对附着力影响很大 微晶玻璃上淀积铝膜氧化铝与玻璃中硅氧 化学键附着力强。铂、镍、钛等金属基片上淀积金膜金属键 附着力强,选基片能与薄膜形成化学键附着力强,基片的表面状态对附着力影响也很大基片清洗去掉污染层（吸附层使基片表面的化学键饱和，从而薄膜的附着力差）提高附着性能。,提高温度,有利于薄膜和基片之间原子的相互扩散 扩散附着有利于加速化学反应形成中间层 中间层附着,须注意：T薄膜晶粒大热应力其它性能变,淀积方式：溅射强于蒸发，电压（溅射）高 附着好 溅射粒子动能大，轰击表面清洗
3、且使表面活化 附着强 电镀膜的附着性能差(有一定数量的微孔）,淀积气氛对薄膜附着力的影响 淀积初期氧和水蒸气分压氧化膜中间层附着,2.2 附着力的测试方法,机械方法数种如下：条带法（剥离法）、引拉法（直接法）、划痕法、推倒法、摩擦法、扭曲法、离心法、超声法、振动法等。,条带法三种可能：薄膜随附着带全部从基片上剥离下来；仅部分剥离下来；未剥离说明薄膜附着好定性测量,2.2.2 引拉法（定量测量）用拉力机或离心、超声振动仪给样品加上垂直拉力；单位面积的附着力fb=Fb/A,2.2.3 划痕法 用尖端圆滑钢针划过薄膜表面，尖端半径约为0.05nm。临界负荷薄膜刻划下来时。作用薄膜附着力的一种量度。用
4、光学显微镜观察和分析划痕，必须确定临界负荷。薄膜的临界负荷一般为几-几百克。单位面积临界剪切力为：,单位面积的剥离能:,2.2.4 摩擦法 用标准的负荷橡皮（含有金刚砂）擦 用已知高度点矢落下的磨粒（如SiC细砂）擦,2.3 薄膜的内应力 内应力定义：薄膜内部单位截面上所承受的力，称为内应力。在内部自己产生的应力。张应力过大薄膜开裂、基片翘曲。压应力过大薄膜起皱或脱落。+在张应力作用下，薄膜自身有其收缩的趋势 过大薄膜开裂。-在压应力作用下，薄膜内部有向表面扩散的趋势 过大脱落。薄膜内应力的来源尚未形成定论。,2.3.1 内应力的类别与起源 按起源分：热应力薄膜和基片的热胀系数不同 而引起的。本征应力-来自于薄膜的结构因素 和缺陷。,按应力性质分：张应力、压应力,由于薄膜中的内应力分布是不均匀的，即薄膜内各个分层的应力大小不同两种内应力：,按应力起源分类：热应力、本征应力,
