Resistencia de la Fractura de la Superficie de la Capa de la Película Fina del Nitruro de Silicio Investigada Usando el Módulo Nano de la Prueba del Impacto de los Instrumentos del CSM

Temas Revestidos

Antecedentes

Películas Finas y Capas

Capa del Nitruro de Silicio

Antecedentes

El módulo Nano de la prueba del Impacto es una adición reciente al Probador Nano del Endurecimiento de los Instrumentos del CSM y se ha convertido para estudiar la reacción del impacto de materiales en las cargas ultrabajas.

El principio es simple: un paso de progresión de la oscilación de la carga es aplicado en una punta predefinida durante una pausa en el sangrado de márgenes carga-descarga el ciclo. La punta del penetrador se puede por lo tanto utilizar para afectar la superficie de la muestra de una manera controlada y la velocidad del impacto puede ser definida exactamente.

Películas Finas y Capas

Las capas Finas que se sujetan a las tensiones repetidores pueden fallar a menudo más pronto que cuando están sujetadas solamente a una tensión del monocycle. Muchas aplicaciones de la película fina exigen que la capa pueda soportar muchos impactos sobre el curso de la vida del dispositivo, el este ser de la importancia determinada en aplicaciones críticas tales como microcontactos del semiconductor y dispositivos de MEMS. Las tensiones Relanzadas del impacto en una película fina llevarán a la fatiga del material así como el quebrarse y la exfoliación importantes.

Capa del Nitruro de Silicio

El material probado aquí es una capa del Nitruro de Silicio (Pecado) en un substrato del Acero Inoxidable que no exhiba ninguna impresión residual después de un sangrado de márgenes quasiestático estándar a una carga aplicada máxima del manganeso 5 usando un penetrador de Berkovich. Sin Embargo, si un paso de progresión de la oscilación de la carga se agrega durante una pausa en la carga máxima, la capa se puede fatigar, llevando a quebrarse importante tal y como se muestra en del Higo 1.

En este ejemplo, los impactos han sido producidos agregando un paso de progresión de la oscilación de la carga del manganeso 11,7 durante la pausa en la carga máxima del manganeso 5. Varias pruebas independientes fueron realizadas con el aumento de números de ciclos de los impactos (1, 3, 5, 7, 10, 15, 20, y 30). La impresión residual era reflejada después de que cada prueba para correlacionar la longitud de las rajaduras que emanaban de cada esquina de la impresión de Berkovich al número de impactos se realizara. De la carga aplicada y de la talla de la rajadura del sangrado de márgenes, la fortaleza de la fractura (Kc) puede ser calculada.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - micrográfos Ópticos de impresiones en una capa del Pecado que muestra la longitud cada vez mayor de la rajadura en función del número de impactos

Cuadro 1.

La técnica equipada del sangrado de márgenes usada por el Probador Nano del Endurecimiento traza la profundidad de penetración del penetrador en función de la carga aplicada sobre las porciones que cargan y de descargas enteras de la prueba. La Fig. 2 muestra la carga y la profundidad de penetración trazadas en función de la hora para 7 impactos en una carga detenida brevemente máxima del manganeso 5. El aumento con profundidad de penetración con cada impacto subsiguiente es sin obstrucción visible. El trazo aplicado de la carga (línea de puntos) confirma que la carga de impacto aplicada se ha mantenido constantemente en el manganeso 11,7 sobre cada ciclo.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - Carga y profundidad de penetración comparado con la hora para un sangrado de márgenes prueba con 7 impactos

Cuadro 2.

La Fig. 3 resume las longitudes medianas de la rajadura (según lo medido por microscopia óptica) trazadas en función del número de impactos. Uno puede ver que la profundidad de penetración aumenta dramáticamente durante el primer impacto (de 625nm en 5mN a 1115nm después del primer impacto).

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología - longitud de la Rajadura y profundidad de penetración comparado con el número de impactos

Cuadro 3.

La observación microscópica Subsiguiente muestra la impresión residual de la punta de Berkovich en el material pero las longitudes de la rajadura parecen muy pequeñas en esta etapa en el experimento. Otros impactos entonces hacen las longitudes de la rajadura aumentar importante, mientras que el aumento correspondiente de la profundidad de penetración es menos importante. Finalmente, cuando la punta de Berkovich alcanza el substrato (después de 20 impactos en este ejemplo), la longitud de la rajadura y la profundidad de penetración ambas parecen alcanzar un platillo que sea relativamente plano.

Fuente: Instrumentos del CSM

Para más información sobre esta fuente visite por favor los Instrumentos del CSM

Date Added: Dec 6, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 12:57

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit