Influence of current density and temperature on the morphology and preferred orientation of electrodeposited copper coatings
β Scribed by St. Rashkov; D.S. Stoichev; I. Tomov
- Publisher
- Elsevier Science
- Year
- 1972
- Tongue
- English
- Weight
- 786 KB
- Volume
- 17
- Category
- Article
- ISSN
- 0013-4686
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β¦ Synopsis
The texture of electrodeposited copper coatings has been investigated by X-ray (texture gonimeter) and galvanostatic methods. A dependence is found between the sequence of appearance of orientation axes and cd and temperature. The (111) texture axis appears only at high overvoltages (above O-132 V), whereas the (110) is found below O-126 V. The change in axis occurs within this very r&ricted overvoltage iJltervaI. A given (111) or (110) axis is preserved over a rather broad overvoltage range. In order to explain the probable way of change from a basic (1 lo> orientation to a (1 I I > one, the texture was studied in detail in the vincinity of the above overvoltage range. A mechauism is suggested for the change in orientation in which the (887)~ orientation, which is the orientation of twofold twinned crystal blocks on matrixcrystallites witha (110) orientation, changes owing to epitaxial intergrowth to a (111) orientation. The (511 )TI twin orientation observed is a proof that the (111) orientation changes from a pseudo orientation to a basic one, owing to epitaxy. In terms of the experimental material and the mechanism suggested for itsexplanation, mechanisms are suggested for other possible changes (starting from different basic orientations) for several electrodeposited metals, R&am&-La texture de rev&ements de cuivre &&rod@& a Bt6 Btudi& par Rayons-X (texture goniom&rique) et par des m&hodes galvanostatiques. On trouve une relation entre l'ordre d'apparition des axes d'orientation, la dens&& de courant et la temp&ature. L'axe (111) apparalf seulement & des surtensions blev&s (au-dessus de 0,132 V) tar&s que l'axe (110) se manif&& au-dessous de 0,126 V. Le changement d'axe se prod& B 1'intCrieur de cet intervalle de surtensions tr& restreint. Un axe don& (111) ou (110) est pr&erv& dans un domaine de surtension relativement &endu. En vue d'expliquer la man&e probable dont pro&de ce chan8ement de l'orientation de base (110) vers I'orientation (ill), la texture a &t6 dtudi6e en d&ail dans le domaine des surtensions cidessus. On suggkre un m6canisme selon lequel l'orientation (887)~, qui est celle des blocs cristallins m&&s par paire sur les cristallites de gaugue aver une orientation (1 lo), varie du fait de I'imbrication bpitaxiale vers une orientation (111). L'orientation observ& des males (511)~ est une preuve que, par suite de l%pitaxie, l'orientation (111) passe d'une pseudo-orientation B une orientation de base. Tenant compte de ces do& exp&nnentales et du mecanisme sugg&& pour les interpreter, divers autres m&anismes sont sugg&&s, qui pourraient correspondre (en partant de I'orientation de base) aux changements de plusieurs autres difT&ents m&aux &ctrod+os&. Zusammwg-Die Textur von elektrolytisch abgeschiedenen Kupferschichten wurde &intgeno-graph&h (Texture-Goniometer) und mittels galvanostatischer Methoden untersucht. Man fand einen Z usammenhang zwischen der Hlufigkeit des Auftretens von Orientierungsachsen der Stromdichte und der Temperatur. Die <Ill)-Texturachse erscheint nur bei hohen Ueberspan- nungen (iiber 0,132 v), wiihrend die (1 lO)_Textur bei Ueberspannungen unter 0,126 V auftrat. Die Texturainderung findet in diesem sehr engen Bereich der Ueberspannung statt. Eine gegebene (1 ll)oder (1 lo)-A&se bleibt tiber einen ziemlich breiten Ueberspannungsbereich erhalten. Urn den wahrscheinlichen Weg der Aenderung einer gegebenen (IlO)-in eine (11 l)-Orientierung erkEtren zu k&men, wurde die Textur in der N&he des oben erwirhnten Ueberspannungshereiches im Detail untersucht . Es wurde ein Mechanismus fi.ir die Orientierungslnderung vorgeschlagen, wobei die (877& Orientierung, welche die Orientierung von zweifach gezwillingten Kristallblacken auf Matrixkristalliten mit einer (110~Orientierung ist, infolge des epitaxialen Zwischenwachstums zu e&r (111 Wrientierung vertidert. Die beobaehtete (511 )p,-Zwillingsorientierung ist ein Beweis, dass die Aendenmg der (1 ll)-Orientierung von einer Pseudoorientierung zu einer basisorientierten auf Epitaxy zuriichzufiihren ist. Unter Berticksichtigtmg des Experimentiermaterials und des zu seiner Erklilrung vorgeschlagenen Mechanismus wird ein Mechanism us vorgeschlagen fiir andere magliche Aenderungen (ausgehend von verschiedenen Basisorientierungen) fti verschiedene elektrolytisch abgeschiedene Metalle.
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