TiN薄膜の応力負荷に伴う破壊形態のその場AFM表面観察
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概要
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Fracture behaviors of TiN thin films and their dependence on substrate materials are clarified by in-situ surface observations of TiN thin films under tensile stress using AFM (Atomic Force Microscopy). The system has the ability to observe surface structures with atomic resolution under uni-axial tensile force. Specimens of TiN thin films on Si, Au and Pt substrate maetrials were prepared. The TiN thin films were deposited on Si test chips by electron beam evaporation in N_2 atmosphere. The Au and Pt substrates were prepared on the test chip before TiN deposition by magnetron spattering. Three types of surface patterns that depended on the elasticity and thickness of substrate materials were observed. TiN thin films deposited on Si, Pt substrates showed periodic cracks that were perpendicular to the tensile force irrespective of substrate thickness. The periodicity in TiN thin films was explained by the Grinfeld instability. However, TiN films on Au substrate showed strong dependence with substrate thickness. When the substrate thickness was below 20 nm, the same crack patterns were observed, but the crack length tended to be repressed with increasing thickness. TiN films on Au substrates that were thicker than 60 nm exhibited a large number of small dotted cracks. These dramatic changes of fracture patterns were attributed to the stress erlaxation of substrate materials.
- 社団法人精密工学会の論文
- 2003-12-05
著者
-
佐藤 一雄
名古屋大学大学院工学研究科
-
佐藤 一雄
名古屋大学
-
松室 昭仁
名古屋大学工学研究科
-
森野 大輔
名古屋大学大学院
-
鈴木 崇雅
名古屋大学大学院
-
小竹 茂夫
三重大学工学部
-
松室 昭仁
愛知工業大学工学部機械学科
-
松室 昭仁
名古屋大学
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