小尺度金属膜基复杂条件下微观失效SEM原位检测、表征及可靠性分析

小尺度膜基在未来MEMS等工业中具有十分重要的应用背景。由于尺度小、使用环境和失效模式复杂等造成其实验研究技术难度大，同时在微观非线性范围内还存在许多膜基系统的失效机制不清楚，试验数据稀少等问题。此外，小尺度膜基界面的失效检测、力学行为表征及可靠性分析等仍然缺乏系统研究，特别是原位实验研究膜基系统的失效模式与评价方法仍为空白。然而，为了获得可靠度高的膜基系统，原位试验研究现有工艺条件下的失效模式和可靠性评价方法十分必要。本研究基于SEM原位复杂试验条件拟对纳米晶粒的200nm-1000nm厚的Cu/Ni膜－基系统（包括多层膜），以及所获得的其他膜基系统进行界面强度评价和失效规律研究，利用SEM原位观测机械载荷和温度耦合影响下的不同试验方法，测定小尺度金属膜的性能参数，寻找小尺度薄膜内应力有效估计公式，比较使用块体材料性能参数所带来的误差范围，讨论膜厚变化对失效模式的影响及建立可靠性分析方法