Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2023, выпуск 10 » Статья стр. 1387
>>>
Исследование методом молекулярной динамики обратимой релаксации сжимающих механических напряжений в поликристаллических пленках металлов после остановки их осаждения
DOI: 10.61011/JTF.2023.10.56274.92-23
Бабушкин А.С.1, Куприянов А.Н.1
1Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН, Ярославль, Россия
Email: artem.yf-ftian@mail.ru
Поступила в редакцию: 12 апреля 2023 г.
В окончательной редакции: 23 августа 2023 г.
Принята к печати: 24 августа 2023 г.
Выставление онлайн: 26 сентября 2023 г.
PDF версия
Приведены результаты моделирования осаждения поликристаллических пленок металлов методом молекулярной динамики. На примере Cr и Cu исследовано влияние энергии осаждаемых частиц, скорости осаждения, а также материала и температуры пленки на изменение напряжений при остановке и возобновлении осаждения. Результаты моделирования показали, что обратимая релаксация сжимающих напряжений в поликристаллических пленках при остановке осаждения связана с латеральным перемещением атомов, попавших в межзеренные границы с поверхности в ходе осаждения, что привело к более компактному их расположению. Процесс одинаково протекает во всех слоях пленки как после остановки осаждения, так и во время него. Выход атомов из межзеренных границ обратно на поверхность пленки при остановке осаждения не наблюдался. Ключевые слова: остаточные механические напряжения, рост поликристаллических пленок, хром, медь, молекулярная динамика.
  1. V.K. Varadan, K.J. Vinoy, K.A. Jose. RF MEMS and Their Applications (John Wiley \& Sons, Ltd, Chichester, UK, 2002), DOI: 10.1002/0470856602
  2. J. Laconte, D. Flandre, J.P. Raskin. Micromachined thin-film Sensors for SOI-CMOS Co-integration (Springer Science \& Business Media, 2006), DOI: 10.1007/0-387-28843-0
  3. J.-H. Cho, M.D. Keung, N. Verellen, L. Lagae, V.V. Moshchalkov, P. Van Dorpe, D.H. Gracias. Small, 7 (14), 1943 (2011). DOI: 10.1002/smll.201100568
  4. А.В. Фадеев, К.В. Руденко. Микроэлектроника, 50 (5), 347 (2021). DOI: 10.31857/S0544126921050021 [A.V. Fadeev, K.V. Rudenko. Russ. Microelectron., 50, 311 (2021). DOI: 10.1134/S1063739721050024]
  5. Z.C. Xia, J.W. Hutchinson. J. Mech. Phys. Solids, 48 (6-7), 1107 (2000). DOI: 10.1016/S0022-5096(99)00081-2
  6. К.А. Валиев, Р.В. Гольдштейн, Ю.В. Житников, Т.М. Махвиладзе, М.Е. Сарычев. Микроэлектроника, 38 (6), 404 (2009). DOI: PACS 85.40.Ls [K.A. Valiev, R.V. Goldstein, Y.V. Zhitnikov, T.M. Makhviladze, M.E. Sarychev. Russ. Microelectron., 38, 364 (2009). DOI: 10.1134/S106373970906002X]
  7. M.W. Moon, J.W. Chung, K.R. Lee, K.H. Oh, R. Wang, A.G. Evans. Acta Mater., 50 (5), 1219 (2002). DOI: 10.1016/S1359-6454(01)00423-2
  8. S. Dutta, M. Imran, R. Pal, K.K. Jain, R. Chatterjee. Microsyst. Technol., 17, 1739 (2011). DOI: 10.1007/s00542-011-1360-5
  9. D. Karnaushenko, T. Kang, V.K. Bandari, F. Zhu, O.G. Schmidt. Adv. Mater., 32 (15), 1902994 (2020). DOI: 10.1002/adma.201902994
  10. D.D. Karnaushenko, D. Karnaushenko, D. Makarov, O.G. Schmidt. NPG Asia Mater., 7 (6), e188 (2015). DOI: 10.1038/am.2015.53
  11. D. Singh, A.T. Kutbee, M.T. Ghoneim, A.M. Hussain, M.M. Hussain. Adv. Mater. Technol., 3 (1), 1700192 (2018). DOI: 10.1002/admt.201700192
  12. D.-H. Weon, J.-H. Jeon, S. Mohammadi. J. Vac. Sci. Technol. B Microelectron. Nanom. Struct, 25 (1), 264 (2007). DOI: 10.1116/1.2433984
  13. L.B. Freund, S. Suresh. Thin film Materials: Stress, Defect Formation and Surface Evolution (Cambridge University Press, 2004)
  14. R. Abermann, R. Kramer, J. Maser. Thin Solid Films, 52 (2), 215 (1978). DOI: 10.1016/0040-6090(78)90140-2
  15. C. Friesen, C.V. Thompson. Phys. Rev. Lett., 89 (12), 126103 (2002). DOI: 10.1103/PhysRevLett.89.126103
  16. R.W. Hoffman. Thin Solid Films, 34 (2), 185 (1976). DOI:10.1016/0040-6090(76)90453-3
  17. W.D. Nix, B.M. Clemens. J. Mater. Res., 14 (8), 3467 (1999). DOI: 10.1557/JMR.1999.0468
  18. L.B. Freund, E. Chason. J. Appl. Phys., 89 (9), 4866 (2001). DOI: 10.1063/1.1359437
  19. G. Abadias, E. Chason, J. Keckes, M. Sebastiani, G.B. Thompson, E. Barthelf, G.L. Doll, C.E. Murray, C.H. Stoessel, L. Martinu. J. Vacuum Sci. Technol. A: Vacuum, Surfaces, and Films, 36 (2), 020801 (2018). DOI: 10.1116/1.5011790
  20. C. Friesen, S.C. Seel, C.V. Thompson. J. Appl. Phys., 95 (3), 1011 (2004). DOI: 10.1063/1.1637728
  21. J.W. Shin, E. Chason. Phys. Rev. Lett., 103 (5), 056102 (2009). DOI: 10.1103/PhysRevLett.103.056102
  22. А.Р. Шугуров, А.В. Панин. ЖТФ, 90 (12), 1971 (2020). DOI: 10.21883/JTF.2020.12.50417.38-20 [A.R. Shugurov, A.V. Panin. Tech. Phys., 65, 1881 (2020). DOI: 10.1134/S1063784220120257]
  23. A. Jamnig, N. Pliatsikas, K. Sarakinos, G. Abadias. J. Appl. Phys., 127 (4), 045302 (2020). DOI: 10.1063/1.5130148
  24. P. Jagtap, E. Chason. Acta Mater., 193, 202 (2020). DOI: 10.1016/j.actamat.2020.04.013
  25. A.L. Shull, F. Spaepen, J. Appl. Phys., 80 (11), 6243 (1996). DOI: 10.1063/1.363701
  26. R. Koch, D. Hu, A.K. Das. Phys. Rev. Lett., 94 (14), 146101 (2005). DOI: 10.1103/PhysRevLett.94.146101
  27. E. Chason. Thin Solid Films, 526, 1 (2012). DOI: 10.1016/j.tsf.2012.11.001
  28. E. Chason, P.R. Guduru. J. Appl. Phys., 119 (14), 191101 (2016). DOI: 10.1063/1.4949263
  29. C.W. Pao, S.M. Foiles, E.B. Webb, D.J. Srolovitz, J.A. Floro. Phys. Rev. Lett., 99 (3), 036102 (2007). DOI: 10.1103/PhysRevLett.99.036102
  30. C.W. Pao, S.M. Foiles, E.B. Webb, D.J. Srolovitz, J.A. Floro. Phys. Rev. B - Condens. Matter. Mater. Phys., 79 (22), 224113 (2009). DOI: 10.1103/PhysRevB.79.224113
  31. X. Zhou, X. Yu, D. Jacobson, G.B. Thompson. Appl. Surf. Sci., 469, 537 (2019). DOI: 10.1016/j.apsusc.2018.09.253
  32. A.S. Babushkin, A.N. Kupriyanov. J. Surf. Investig., 16 (6), 960 (2022). DOI: 10.1134/S1027451022060052
  33. S. Plimpton. J. Comput. Phys., 117 (1), 1 (1995). DOI: 10.1006/jcph.1995.1039
  34. A. Stukowski. Modelling and Simulation in Mater. Sci. Eng., 18 (1), 015012 (2009). DOI: 10.1088/0965-0393/18/1/015012
  35. S.M. Foiles, M.I. Baskes, M.S. Daw. Phys. Rev. B., 33 (12), 7983 (1986). DOI: 10.1103/PhysRevB.33.7983
  36. W.M. Choi, Y. Kim, D. Seol, B.J. Lee. Comput. Mater. Sci., 130, 121 (2017). DOI: 10.1016/j.commatsci.2017.01.002
  37. А.С. Бабушкин, И.В. Уваров, И.И. Амиров. ЖТФ, 88 (12), 1845 (2018). DOI: 10.21883/JTF.2018.12.46786.37-18 [A.S. Babushkin, I.V. Uvarov, I.I. Amirov. Tech. Phys., 63, 1800 (2018). DOI: 10.1134/S1063784218120228]
  38. А.С. Бабушкин, Р.В. Селюков. Труды ФТИАН. Т. 28: Квантовые компьютеры, микро- и наноэлектроника: физика, технология, диагностика и моделирование, отв. ред. Т.М. Махвиладзе (Наука, М., 2019), c.112
  39. W. Gruber, C. Baehtz, M. Horisberger, I. Ratschinski, H. Schmidt. Appl. Surf. Sci., 368, 341 (2016). DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.02.015
  40. J.F. Ziegler, J.P. Biersack. The Stopping and Range of Ions in Matter. In: Bromley, D.A. (eds) ( Treatise on Heavy-Ion Science. Springer, Boston, MA. 1985), DOI: 10.1007/978-1-4615-8103-1_3

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme