硅基底喷射电沉积铜钴多层膜的分析-analysis of copper and cobalt multilayer films deposited by silicon substrate spray electrodeposition.docxVIP

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2018-07-05 发布于上海
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硅基底喷射电沉积铜钴多层膜的分析-analysis of copper and cobalt multilayer films deposited by silicon substrate spray electrodeposition

南京南京航空航天大学硕士学位论文硅基硅基底喷射电沉积铜/钴多层膜的研究IIIIII摘要纳米金属多层膜材料的性能优异，在很多领域都具有广泛的应用，纳米铜/钴多层膜具有显著提高的硬度和耐磨性及优异的耐腐蚀性能，有望成为性能更为优越的保护性镀层材料。在硅表面制备功能性薄膜广泛应用于微电子线路、半导体/金属接触等场合，随着微电子技术的迅速发展，在硅表面制备具有良好性能的功能性薄膜的工艺开始引起人们的重视。喷射电沉积技术作为高速电沉积技术的一种，由于其加工成本低且具有显著提高的加工效率，同时能在一定程度上提高多层膜的性能，现在已越来越多的应用在纳米多层膜的制备中。本文利用自行设计的平动式喷射电沉积加工系统进行在硅表面喷射电沉积铜/钴纳米多层膜的工艺初探，具体的研究内容如下：(1)利用自行设计的适合于在平面上进行喷射电沉积的平动式喷射电沉积系统进行试验研究，分析制备过程中的主要影响因素以及取值范围，根据本文需要设计制备多层膜的实验方案，并利用扫面电镜、X 射线衍射进行多层膜表面形貌和结构的表征，利用显微硬度计进行多层膜显微硬度的表征，利用塔菲尔曲线进行多层膜耐腐蚀性能分析，利用划痕测试法进行膜基结合力的测试。（2）对不同基底上沉积薄膜的附着方式和附着机理以及提高膜基结合力的方法进行理论研究；对在硅表面利用喷射电沉积法制备的铜/钴多层膜进行膜基结合力的划痕测试，比较不同前处理方式、单层膜与多层膜、以及划痕方向不同的情况下膜基结合力的大小。（3）对阳极的喷嘴进行流场分析，对不同宽度及流量的喷嘴进行实验研究，并对制备的多层膜的形貌以及硬度的进行表征，研究喷嘴的宽度以及流量对多层膜表面形貌以及显微硬度的影响，结合理论分析与实验结果综合确定本文研究中使用的喷嘴的宽度以及流量。（4）在硅表面制备的一系列铜/钴多层膜，分析调制波长、子层厚度以及硅基底的粗糙度对多层膜表面形貌以及耐腐蚀性能的影响；并对特定调制波长下的多层膜进行截面形貌的观察和成分分析。关键词：喷射电沉积，硅，铜/钴多层膜，结合力，耐腐蚀ABSTRACTDue to its excellent properties, nano metallic multilayer film has been widely applied in many fields. Cu/Co nano metallic multilayer film has significantly improved the hardness and wear resistance and excellent resistance to corrosion resistance，it is expected to become more superiorperformance of protective coatings. Functional thin films prepared on the substrate of silicon are widely used in microelectronic circuit, semiconductor / metal contact and other occasions, with the rapid development of microelectronic technology, the process to prepare good property functional thin films on the substrate of silicon began to get a much louder attraction. Jet electrodeposition technology belong to high speed electrodeposition technology, because of its low cost and high processing efficiency, at the same time can improve the performance of multilayer film at a certain extent, it has been widely used in preparation of nanometer multilayer films. In this paper, by using the self-designed jet electrodeposition processing system , the Cu/Co nano metallic multilayer are prepared on the substrate of silicon by jet