碳納米管互連性能與電鍍機(jī)理研究.pdf

1、近年來(lái)，碳素納米材料由于其良好的性能受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注，由于具有高強(qiáng)度、高韌性、長(zhǎng)寬比高等優(yōu)點(diǎn)，碳納米管在現(xiàn)代物理化學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。但目前在碳納米管用于互連層時(shí)仍存在應(yīng)力特性不明確、電路互連模型不精確、平面組裝過(guò)程不精密等問(wèn)題。本文通過(guò)采用自洽法求解薛定諤方程和有限元分析，分析了在量子化情況下碳納米管的力學(xué)特性，對(duì)鋸齒形，扶手椅型，手性型碳納米管進(jìn)行了應(yīng)力分析。然后基于對(duì)碳納米管的電路模型進(jìn)行分析，對(duì)碳納米管用于硅通孔的互連模型

2、進(jìn)行了建模。并基于電泳和電鍍的原理，通過(guò)對(duì)碳納米管的電泳進(jìn)行仿真，分析了碳納米管在電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)情況。最后基于碳納米管的電泳情況，通過(guò)對(duì)電泳模型的分析，建立了碳納米管的極化特性建模分析。
　　本文研究了在300K，600K，1200K溫度下不同類型碳納米管的應(yīng)力分布情況，結(jié)果表明碳納米管的應(yīng)力主要分布于邊界與兩端處，同時(shí)碳納米管的應(yīng)力分布關(guān)于碳納米管中軸成軸對(duì)稱分布。然后研究了碳納米管的電路互連模型，通過(guò)對(duì)電容，電阻和延遲參數(shù)的

3、仿真，得到了碳納米管在深亞微米工藝條件時(shí)的，在長(zhǎng)度超過(guò)10μm的情況下，其電阻和載流能力優(yōu)于相同橫截面積的銅。并通過(guò)碳納米管的在電場(chǎng)下的運(yùn)動(dòng)仿真，得出了碳納米管在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)決定于電場(chǎng)分布的結(jié)論，并且其運(yùn)動(dòng)速度取決于電場(chǎng)強(qiáng)度。最后，對(duì)碳納米管建立了極化模型并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證和誤差分析，計(jì)算了在電泳中碳納米管的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)與受力分析情況。研究表明碳納米管在外加電場(chǎng)的作用下，碳納米管的電泳過(guò)程中半徑越大的碳納米管的電泳現(xiàn)象越明顯。