SiNx 薄膜在纳米压痕下的变形和断裂行为

编号：NMJS05937

篇名：SiNx 薄膜在纳米压痕下的变形和断裂行为

作者：安涛 ;邓晓芳 ;王丽丽 ;宋立军

关键词：SINX 薄膜 纳米压痕 脆性断裂 界面断裂

机构： 长春大学理学院,长春130022

摘要： 利用磁控溅射方法在Si（111）衬底上制备了厚度为1μm 的非晶 SiNx 薄膜，采用纳米压痕方法研究了薄膜的变形和断裂行为.傅立叶变换红外光谱显示实验获得了较为纯净的 SiNx 薄膜.SiNx 薄膜在纳米压痕下呈现出放射状的脆性断裂特征，随着压入深度的增大，放射状裂纹的长度逐渐增加.最大压入深度达到1500 nm时，薄膜和衬底间出现了扇形的界面断裂，并且这一界面断裂是在卸载过程中发生的.到最大压入深度达到2500 nm时，原位原子力显微镜照片可以清晰的观察到界面断裂及放射状裂纹.界面断裂韧性计算结果表明， SiNx 薄膜和Si（111）衬底间易形成脆性较大的共价结构界面，这是其界面断裂韧性较小的原因.