Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ПРОБЛЕМЫ СТАБИЛЬНОСТИ МНОГОСЛОЙНЫХ МЕТАЛЛОДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТРУКТУР

Блохин В.Г.

Создание современных МЭУ неразрывно связано с построением многослойных плёночных структур (МПС), изготавливаемых на основе различных по своей природе материалов. Известно, что структура и напряжения в плёнках в значительной степени отличаются от тех, что характерны для массивных образцов. Напряженное состояние структуры является неустойчивым, релаксация сопровождается структурными и морфологическими изменениями, что приводит к деградации слоёв и нестабильности их характеристик. При контакте разнородных материалов в многослойных структурах деградация усиливается за счёт процессов, происходящих на границе слоёв (взаимная диффузия и растворение, химическое взаимодействие). Интенсивность указанных процессов, резко усиливающихся с повышением температуры, определяется природой контактирующих материалов и структурой слоёв. Повышение стабильности МПС возможно путём уменьшения деградационных процессов, происходящих, как в самих плёнках, так и на границе различных материалов.

В металлодиэлектрических МПС одной из основных причин разрушения является химическое взаимодействие освобождающегося кислорода из оксида диэлектрика с металлом проводящего слоя. Степень освобождения кислорода определяется термодинамической прочностью оксидов. Устойчивость оксидов против химикотермического взаимодействия можно представить в виде следующей последовательности: Al2O3 > ZrO2 > TiO2 > SiO2 > Ta2O5 > Nb2O5 > V2O5.

Склонность к деградации МПС определяется также растворимостью газов в металлах проводящих слоёв; из высокотемпературных металлов наименьшее количество газов поглощают металлы VI и VIII групп. Ещё одним фактором, влияющим на выбор материалов, особенно для термостойких МПС является близость температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР), т.к. при значительной разнице ТКЛР возникающие напряжения и деформации способствуют взаимодействию разнородных слоёв и проникновению освобождающегося кислорода оксида в слой проводника.

Многие технологические операции, реализуемые при создании микроструктур, выполняются при повышенных температурах, поэтому деградационные процессы в МПС могут происходить не только при эксплуатации, но и в процессе изготовления МЭУ. Учитывая указанные обстоятельства, для МПС, особенно предназначенных для работы при повышенных температурах, наиболее предпочтительными металлами являются молибден и вольфрам. В тоже время большая разница в ТКЛР плёнок металлов и оксидов циркония тантала ограничивает возможность применения последних в термостойких металлодиэлектрических структурах; более стабильными являются МПС, где в качестве диэлектриков используются оксиды алюминия и кремния.


Библиографическая ссылка

Блохин В.Г. ПРОБЛЕМЫ СТАБИЛЬНОСТИ МНОГОСЛОЙНЫХ МЕТАЛЛОДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТРУКТУР // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 8. – С. 134-134;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=30670 (дата обращения: 28.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074