Das wiederholte Auftreten von Spannungen in elektronischen Bauteilen kann zur thermomechanischen Schädigung und damit zu Funktionsstörungen führen. Die gezielte Einstellung der physikalischen Eigenschaften von Kupfer-Metallisierungen bereits im Designstadium stellt einen vielversprechenden Ansatz zur Erhöhung der Lebensdauer dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Cu-basierende Schichten mit Hilfe der Gleichstrom-Magnetronkathodenzerstäubung auf unbeschichtete und mit WTi-Zwischenlagen beschichtete Silizium-Substrate mit unterschiedlichen Wachstumsbedingungen abgeschieden. Damit konnte der kombinierte Einfluss thermischer und kinetischer Aktivierung des Schichtwachstums auf die Struktur und die Eigenschaften der Schichten und auf die Unterdrückung der Cu-Si Interdiffusion aufgezeigt werden, um eine Basis für die mögliche Optimierung der Spannungsverteilung innerhalb der Metallisierungsschicht zu etablieren. Eine legierte, funktionell gradierte Multilagenschicht wurde entworfen, um die Limitierungen der Cu-Metallisierungen überwinden und um Spannungen und Spannungsgradienten gezielt einstellen zu können. Dazu wurden mit Molybdän legierte Cu-Schichten im abgeschiedenen und im geglühten Zustand untersucht, zunächst als monolithische Schicht und anschließend mit einer funktionell gradierten Architektur. Bei den monolithischen Schichten zeigte der sich für geringe Mo-Gehalte bildende metastabile Cu(Mo)-Mischkristall eine bemerkenswerte thermische Stabilität und erlaubt die Optimierung der mechanischen Eigenschaften mit einem minimalen Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit. Im Gegenzug profitieren innerhalb der Mischungslücke abgeschiedene Cu- bzw. Mo-reiche Dualphasen-Schichten von den thermomechanischen Eigenschaften von Cu und Mo, allerdings bei reduzierter thermischer Stabilität. Für funktionell gradierte Schichtarchitekturen wurde ein finite Element basiertes Vorhersagemodell für das Design einer Cu-Mo-basierenden Adaptierungsschicht mit in Schritten von 10 at.% abgestuften Mo-Gehalten aufgesetzt. Zusätzlich wurde eine Schichtarchitektur mit einer anhand der finite Element Berechnungen ausgelegten Abfolge der Einzellagen mit einem optimierten Spannungsprofil entworfen und abgeschieden. Beide Multilagenschichten wurden mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie, der Röntgendiffraktion und der positionsaufgelösten Synchrotron-Nanodiffraktion untersucht. Der Verlauf der Spannungen über die Schichtdicke bestätigt die Wirksamkeit der derart optimierten, funktionell gradierten Cu/Mo-Multilagenarchitektur. Abschließend konnte die thermische Stabilität der Struktur und der mechanischen Eigenschaften der entsprechend der finite Element Berechnungen optimierten Cu/Mo-Multilagenarchitektur anhand thermischer Zyklierversuche zwischen 170 und 400 °C bestätigt werden.