Einfluss von Wärmebehandlung auf Kristallinität und Haftfestigkeit von Kupfer auf oberflächenmodifiziertem Kohlenstoff

Abstract

Kupfer-Kohlenstoff Verbundsysteme sind viel versprechende Kandidaten für neuartige Heat-Sink Materialien ("Wärmesenken"). Sie bieten hohe thermische Leitfähigkeit und lassen sich in ihren thermischen Ausdehnungskoeffizienten an diverse Werkstoffe anpassen (z.B.: Si). Das Problem liegt dabei jedoch in der geringen Haftung und Benetzbarkeit von Cu auf C. Bei thermischer Belastung kommt es zu Bruch des Interface Cu-C.<br />Ziel dieser Diplomarbeit war die Untersuchung der Haftfestigkeit und des Rekristallisationsverhaltens der Kupferschicht, in Abhängigkeit von Wärmebehandlung bei verschiedenen Temperaturen und Temperzeiten auf verschiedenen oberflächenmodifizierten C-Substraten. Die Oberfläche der Cu-Schicht wurde dabei mittels AFM (Atomic Force Microscope) untersucht und die Haftfestigkeit in einem Stirnabzugsprüfer getestet.<br />Es konnte gezeigt werden, dass die Vorbehandlung des C- Substrats mit N2 Plasma, eine Steigerung der Haftfestigkeit bewirkt. Ebenso konnte das Aufbringen einer Mo Zwischenschicht die Haftfestigkeit verbessern und das Entnetzen der Cu Schicht verhindern. Des Weiteren wurde beobachtet, wie sich die Haftfestigkeit verschiedener Schichtsysteme beim Temperprozess verändert und wie die Schichten beim Tempern mit verschiedenen Temperaturen rekristallisieren.