残余应力和界面性质对薄膜衬底结构中的非线性屈曲形貌的影响

摘要

薄膜衬底结构广泛应用于微电子和光电子技术中,而薄膜在制备和使用过程中的内应力和薄膜衬底间的界面性质往往会影响薄膜结构的稳定性,进而影响器件的性能和寿命.本文基于最近发展的一个能量最小化的连续统模型,该模型用冯卡门板理论描述薄膜屈曲大变形、用格林函数方法考察衬底半空间的弹性变形、内聚区模型描述薄膜衬底间的界面性质.通过该模型的非线性数值模拟发现薄膜内的高压应力会驱动薄膜发生多重屈曲失稳,界面滑移会显著影响直线型脱层屈曲到电话线状脱层屈曲形貌转变.