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HfO_2-SiO_2混合膜力学性能

卜笑庆  张锦龙  潘峰  刘华松  樊荣伟  
【摘要】:利用离子辅助电子束双源共蒸发工艺方法,制备了SiO_2掺杂含量分别为0、13%、20%、30%、40%和100%的六组HfO_2-SiO_2混合膜。采用纳米压痕法测量了不同组分混合膜的杨氏模量和硬度,并研究了混合膜杨氏模量和硬度随SiO_2含量增长的变化规律。结果显示,随着SiO_2含量增加,混合膜杨氏模量和硬度均减小,双组分复合材料并联模型可以较好地拟合杨氏模量随混合膜SiO_2含量变化关系。为了解释混合膜力学性能随SiO_2含量变化规律,对混合膜进行了XRD测试,研究了混合膜微观结构与杨氏模量和硬度的关系,发现结晶对硬度影响显著,对杨氏模量影响较小;用Zygo干涉仪测量了样品的面形,获得了薄膜残余应力随SiO_2含量的变化规律,表明SiO_2掺杂能减小HfO_2薄膜压应力。

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