亚微米厚金属薄膜疲劳行为及其尺寸效应的研究

广泛应用于集成电路及微机电系统(MEMS)中的金属薄膜及用它微加工而成的膜基器件在使用过程中常受到电、热等引起的循环及热循环应力的作用，其疲劳损伤行为及可靠性已成为微电子工业亟待解决的问题。然而，金属薄膜的厚度(微米～亚微米)往往接近或小于材料中的微观结构尺寸，使得在块体材料上建立起来的一些传统理论和模型已不能用于描述与尺寸效应相关的金属薄膜疲劳行为及进行膜基器件的可靠性设计，因此，薄膜材料的疲劳损伤机制又是当今材料科学领域中的一个重要基础研究问题。本项目拟在具有高弹性和力学稳定性的聚合物基体上制备微米到亚微米厚度的金属铜薄膜，通过研究它在循环加载下疲劳损伤行为、位错结构的演化及材料尺度对薄膜中位错运动的约束作用等问题，揭示金属薄膜的疲劳损伤机理、尺寸效应及其作用规律，探索建立描述亚微米厚金属薄膜疲劳损伤行为模型，为膜基器件的可靠性设计、小尺度材料疲劳理论的建立与发展提供理论依据。