金屬薄膜表面微裂紋萌生行為的分子動力學研究

2013-03-26 姜文全東北大學機械工程及自動化學院

姜文全1,2，杜廣煜1，巴德純1，楊帆2

(1.東北大學機械工程及自動化學院，遼寧沈陽 110819;

2.遼寧石油化工大學機械工程學院，遼寧撫順 113001;)

　　摘要：基體-薄膜結構是微電子器件中的典型結構，尤其是金屬薄膜已被廣泛的應用到微電子器件上。金屬薄膜在制備過程中產生的表面微裂紋對薄膜的力學性能有著較大的影響，并且表面微裂紋尖端擴展所導致的薄膜破裂，更是造成薄膜失效的主要形式，因此對金屬薄膜表面微裂紋萌生行為的研究具有重要的意義。

　　本文基于分子動力學,對連續(xù)載荷作用下的帶有缺陷的銅金屬薄膜進行模擬分析。計算得到了系統(tǒng)在拉伸方向上的應力-應變關系曲線。模擬結果顯示，金屬銅薄膜的原子運動對整體力學行為有明顯的影響。同時模擬過程中發(fā)現(xiàn)，在連續(xù)載荷作用下，大量位錯在金屬薄膜缺陷附近產生，從而促使薄膜表面萌生微裂紋。

　　關鍵詞：金屬薄膜;微裂紋;分子動力學;LAMMPS 模擬