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薄膜力学7-断裂1
EM 397: Thin Film Mechanics
VII. Introduction to Fracture in Thin Films
Nanshu Lu
The University of Texas at Austin
Fall 2013
Tension-induced cracking
Film
Substrate
debonding
• Film subjected to a high tensile stress
• Cracks nucleate at the surface defects
• Multiple cracks can nucleate and propagate simultaneously
Channel cracks
Cross section: Top view:
Courtesy of Jun He of Intel Corp.
Fracture of low-k dielectrics
OSG
Silicon
Tsui et al., J. Mater. Res. 20 , 2266-2273 (2005).
Passivation films on metal interconnects
Top view: Edge view:
Courtesy of J.B. Han of Agilent
SiN film on Al after thermal cycles
Huang, Suo, Ma, J. Mech. Phys. Solids 50, 1079 (2002) Technologies, Singapore.
Hard films on soft substrates
Cracks
G
S D
TFT island
500 nm Al film on Kepton substrate a-Si on polymer substrate
(Courtesy of Z. Suo of Harvard Univ.) Gleskova, Wagner, Suo, Appl. Phys. Lett. , 75, 3011 (1999)
Mud cracks
10 m
10 m
Slickhorn Gulch, San Juan 1m SiN on Si
River
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