Kennzeichnung Von Überzogenen Anlagen Unter Verwendung Kombinierter Nanohardness-Prüfung und von Scannen-Kraft-Mikroskopie Von CSM-Instrumenten

Themen Umfaßt

Hintergrund

Ergebnisse

Tiefen Viel Größer Als Dicke

Varianten von Härte Und von Modul

Schlussfolgerungen

Hintergrund

Arbeit über überzogene Anlagen mit der Nanohardness-Prüfvorrichtung (NHT) von CSM-Instrumenten und von integriertem Scannen-Kraft-Mikroskop (SFM)lernziel hat gezeigt, dass die Effekte der Massenkarambolage wichtige Konsequenzen für das Maß von mechanischen Eigenschaften von nanoindentation Belastungdistanzadresse Kurven haben. Dieses ist, weil das berechnete Kontaktgebiet zwischen Zahnwalze und Probe keine Variante wegen der Massenkarambolage oder Wanne-im Material um die Einrückungssite berücksichtigt.

Dieser Artikel konzentriert sich auf einen Titandünnfilm der Stärke 200nm abgegeben auf eine 100] Substratfläche des Si [. Einrückungen sind unter Verwendung einer Pyramidenzahnwalze Berkovich (drei-mit Seiten versehen) an den Tiefen von 25 nm bis 1225 nm, dieses Sein der Gesamtmessbereich des NHT-Instrumentes für diese bestimmte Probe durchgeführt worden.

Ergebnisse

Das Plasma abgegebene Titan ist tatsächlich härter als die Sisubstratfläche, wegen der hohen internen Drücke, die infolge der Absetzung und der Oxidschicht (normalerweise TiO)2 produziert werden die sofort auf Ausbau der Probe vom Reaktor sich bildet. Die SFM-Bilder (Feige. 1) zeigen offenbar die Oberflächenmorphologie und das Korngefüge der abgegebenen Beschichtung.

Für die abgebildete Einrückung, die mit hmax = ist 50 gemacht wird, nm, das Restimpressum blank sichtbar und ist von einer ähnlichen Größe als die Oberflächenrauigkeit (~ 20 nm). Da hmax erhöht wird, sind keine offensichtlichen Massenkarambolageeffekte wahrnehmbar, bis die Substratfläche erreicht ist und vorschlagen, dass plastisches fließen weit eingeschränkter als das von weicheren Beschichtungen ist (wie Aluminium oder Gold). Für Tiefen, in denen hmax > 200 nm (die Dicke), die Menge von Massenkarambolage allmählich aber erhöht, es kann beobachtet werden, dass die Oberflächenmorphologie des angehäuften-oben Materials die selbe wie bleibt, die, sie umgebend. Dieses würde vorschlagen, dass, gegensätzlich zu den weicheren Beschichtungen, in denen Material offensichtlich zu den Seiten der Zahnwalze gedrückt wird, das Material die Erhebung wegen des Substratflächenentspannung auf dem Aus dem Programm nehmen durchgemacht hat.

Dieses wird weiter durch die konkaven Ränder der Impressen bestätigt.

AZoNano - das A bis Z der Nanotechnologie - SFM-Bilder von Rückstandimpressen für maximale Tiefen (hmax) von (a) 50 nm, (b) 175 nm, (c) 400 nm und (d) 1225 nm. Die Probe ist ein Titanfilm (Stärke = 200 nm) gespritzt auf eine 100] Substratfläche des Si [.

Abbildung 1. SFM-Bilder von Rückstandimpressen für maximale Tiefen (hmax) von (a) 50 nm, (b) 175 nm, (c) 400 nm und (d) 1225 nm. Die Probe ist ein Titanfilm (Stärke = 200 nm) gespritzt auf eine 100] Substratfläche des Si [.

Tiefen Viel Größer Als Dicke

Für die Tiefen, die (z.B., Fig. 1 (d)) viel größer als die Dicke sind, ist die relative Menge von Massenkarambolage beträchtlich kleiner, weil ein größerer Teil des verformten Volumens in der Sisubstratfläche ist. Die Entwicklung der Massenkarambolage mit Eindringtiefe wird in Fig. 2 dargestellt, indem man eine Auswahl von Querschnittsprofilen durch abgebildete Impressen grafisch darstellt. An den Tiefen, die größer als die Dicke sind, ist der Übergang zwischen der Beschichtung und die Substratfläche offenbar sichtbar, wie das elastische Entspannung der Sisubstratfläche, die eine Ausbuchtung im Profil an der Schnittstelle gibt.

AZoNano - das A bis Z der Nanotechnologie - eine Auswahl von Querschnittsprofilen durch abgebildete Einrückungen für Tiefen (hmax) von 50 bis 1225 nm. Beachten Sie den zunehmenden Einfluss der Sisubstratfläche für die Tiefen, welche die Tidicke (200nm) überschreiten.

Abbildung 2. Eine Auswahl von Querschnittsprofilen durch abgebildete Einrückungen für Tiefen (hmax) von 50 bis 1225 nm. Beachten Sie den zunehmenden Einfluss der Sisubstratfläche für die Tiefen, welche die Tidicke (200nm) überschreiten.

Varianten von Härte Und von Modul

Die Varianten von Härte und von Modul werden in Fig. 3 als Funktion der maximalen Eindringtiefe, das hmax grafisch dargestellt, normalisiert in Bezug auf die Dicke, tf. Für den Härteplan wird eine steile Abnahme von einem Wert beobachtet, der 16 GPa an den flachen Tiefen bis ungefähr 11 GPa an der Beschichtungsubstratfläche Schnittstelle sich nähert. Für Werte von verringert sich hmax/tf > 1, die Härte allmählicher unten auf einen Wert von 9 GPa, dieses Sein die Härte der Substratfläche. Die größere Streuung von experimentellen Punkten an den flachen Tiefen kann Oberflächenrauigkeitseffekten zugeschrieben werden und der unterschiedliche Einfluss der Oberflächenoxidschicht, die möglicherweise, für solch einen Dünnfilm, gut einen beträchtlichen Abstand in die Beschichtung ausdehnt. Die Veränderung des Elastizitätsmoduls, gezeigt in Fig. 3 (b), sinkt von 270 GPa bis 140 GPa, ohne offensichtliche Unstimmigkeit infolge der Beschichtungsubstratfläche Schnittstelle. Solche Ergebnisse bestätigen die Anwendbarkeit des NHT zum Messen von mechanischen Eigenschaften als Funktion der Tiefe in einer genauen und logischen Art.

AZoNano - das A bis Z der Nanotechnologie - die Variante von Härte (a) und Elastizitätsmodul (b) werden als Funktion der normalisierten Tiefe (hmax/tf) für einen Titanfilm grafisch dargestellt, der auf eine 100 gespritzt wird] Substratfläche des Si [.

Abbildung 3. Die Variante von Härte (a) und das Elastizitätsmodul (b) werden als Funktion der normalisierten Tiefe (hmax/tf) für einen Titanfilm grafisch dargestellt, der auf eine 100 gespritzt wird] Substratfläche des Si [.

AZoNano - das A bis Z der Nanotechnologie - Dreidimensionale Darstellung des Bildes gezeigt in Fig. 1 (d). Beachten Sie den Umfang einer Massenkarambolage und die Morphologie der Sisubstratfläche.

Abbildung 4. Dreidimensionale Darstellung vom Bild gezeigt in Fig. 1 (d). Beachten Sie den Umfang einer Massenkarambolage und die Morphologie der Sisubstratfläche.

Schlussfolgerungen

Betreffend geläufige überzogene Anlagen hat das NHT geprüft, dass Ladetonnageinformationen allein nicht immer in der Lage sind, die wahren Deformationsvorrichtungen zu bestimmen, die an der Spitzeprobe Schnittstelle auftreten und dass SFM-Darstellung der Restimpressen an den verschiedenen Tiefen unschätzbare Mittelwerte der Charakterisierung des Beschichtungsubstratfläche Deformationsverhaltens ist.

Darüber hinaus ist das NHT/SFM zur Lieferung von Belastungdistanzadresse Daten zusammen mit topographischen Informationen (d.h., Oberflächenrauigkeit, Umfang der Massenkarambolage/Wanne-in den Effekten, wahre Berührungsfläche, das Volumen Material verlegt, Zahnwalzenspitzenform, Usw.) in einer schnellen und effizienten Art fähig.

Quelle: CSM-Instrumente

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte CSM-Instrumente

Date Added: Nov 30, 2006 | Updated: Dec 2, 2014

Last Update: 9. December 2014 19:45

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