Многослойная композиция
Cтраница 4
Как будет показано ниже, один из возможных путей объяснения наблюдаемых закономерностей связан с анализом разрушающих напряжений в многослойных композициях. [46]
Структурное совершенство поверхности раздела соединяемых пластин и прилежащих к ней областей играет очень важную роль, особенно при создании многослойных композиций для силовой электроники. При прямом соединении пластин одинаковой кристаллографической ориентации с разворотом одной поверхности относительно другой в плоскости контакта, не превышающим 0 5, формируется композиция, которая практически является аналогом многослойной структуры, создаваемой методом эпитаксиального наращивания. Увеличение угла разворота до 45 приводит к формированию на границе соединения супертонкого нарушенного слоя. Таким образом, получение структурно совершенной границы раздела требует строгого контроля взаимной ориентации соединяемых поверхностей. [47]
При создании структур кремния на диэлектрике путем прямого соединения пластин рассмотренные выше проблемы дефектообразования решаются существенно проще, чем в случае многослойных композиций с - - переходами для приборов силовой электроники. Обусловлено это как минимум, двумя причинами. Слой двуокиси кремния обладает свойствами вязкого течения, поэтому релаксация упругих напряжений в таких гетерокомпозициях, как правило, не приводит к пластической деформации и генерации дислокаций в рабочем кремниевом слое. Кроме того, за счет диффузии кислорода из соединяемых кремниевых пластин в окисный слой в процессе высокотемпературного отжига, вблизи границ раздела в пластинах возникают достаточно протяженные, обедненные кислородом области, что исключает возможность образования в них кислородсодержащих преципитатов, обусловленных распадом пересыщенного твердого раствора кислорода. [48]
Наличие на границах соединений ( и в прилегающих к ним областях) пластин тех или иных дефектов может оказывать существенное влияние на электрофизические свойства многослойных композиций и рабочие характеристики создаваемых на их основе дискретных приборов и интегральных схем. С присутствием на границах соединения пластин тонких окисных слоев связано появление дополнительных потенциальных барьеров, существенно влияющих на характер прохождения тока в создаваемых - - структурах. Возможные загрязнения поверхности соединения пластин электрически активными примесями являются причиной появления в многослойных композициях паразитных р-я-переходов, а также ловушек для носителей заряда. Дисперсные кислородсодержащие преципитаты в значительной мере определяют генерационно-рекомбина-ционные характеристики высокоомных рабочих слоев в силовых приборах и приводят, например, к возрастанию величин остаточных токов в полевых транзисторах. С наличием в области границ раздела дислокаций связано существенное увеличение токов утечки в биполярных транзисторах. Такого рода примеры можно было бы продолжить, но уже и так ясно, что успех в широкомасштабном внедрении многослойных структур, создаваемых методом прямого соединения пластин, в кремниевую микроэлектронику и силовую технику напрямую связан с их качеством. [49]
При этом важно понимать не только закономерности формирования субструктуры толстых ( 1 - 100 мкм) пленок, но и субструктуры тонких пленок, используемых в многослойных композициях. [50]
Таким образом, можно полагать, что разложение пленок SiO при высокотемпературном отжиге приводит к нарушению их сплошности и развитию рекристаллизации в слоях никеля, что в конечном счете обусловливает снижение прочности многослойной композиции. [52]
Нижний тонкий порядка нескольких десятков или сотен нанометров слой предназначен для создания адгезии между подложкой и расположенным поверх него толстым: ( 102 - 104 нм) слоем хорошо проводящего металла ( Си, Ag, Аи, А1), но неустойчивого против коррозии. Многослойные композиции покрываются сверху обычно никелем или другим устойчн-чивым к воздействию внешней агрессивной среды пленочным материалом. Контакты к пленочным резисторам [52-54] часто делаются двухслойными: верхний слой предназначен для термокомпресснонно-го соединения, а нижний обеспечивает связь с материалом резистора. Для резистора нз нихрома используется подслой хрома. Для резисторов из силицида хрома ( SijCr) или силицида молибдена ( MoSi2) подслоем служит пленка молибдена толщиной 50 нм, создающая хорошую адгезию. Для резисторов из нитрида тантала используются многослойные пленочные композиции: Ti-Аи, NiCr-Аи, NiCr-Pd - Аи, NiCr-Си - Pd-Аи н др. Специфика материаловедения многослойных пленочных систем требует отсутствия взаимной диффузии слоев материалов. Поперечной диффузии свойственны характерные закономерности, связанные с высокой концентрацией избыточных вакансий, возникающей в свежесконден-сированиой пленке и обусловливающей интенсивную диффузию в начальной стадии. Последняя характеризуется запаздыванием в образовании интерметаллическнх соединений. Интенсивность этой стадии зависит от скорости рассасывания первоначальной неравновесной концентрации вакансий до равновесного значения. Если время жизни избыточных вакансий достаточно велико н они достаточно долго задерживаются в объеме блоков-кристаллитов ( прежде чем коагулировать в диски, микропоры, выйти на поверхности нлн осесть на линейный, плоских и объемных дефектах), то происходит нитенснвиая диффузия. [53]
Обычно проводят последовательное выделение добавок различными растворителями, например, диэтиловым и петролейным эфиром, ацетоном и др. Перед экстракцией ( или растворением) образцы полимера обязательно измельчают, что значительно облегчает протекание этих процессов: гранулированные и твердые образцы подвергают дроблению в замороженном состоянии или получают срезы ( бритвой, микротомом), пленочные образцы нарезают ножницами на квадраты со стороной около 1 мм. Многослойные композиции разделяют на составляющие части, каждую из которых подвергают экстракции. [54]
Выше обсуждались трудности, связанные с созданием физически обоснованной модели для объяснения структурной чувствительности напряжения течения поликристаллических материалов металлургического производства. Поскольку многослойные композиции относятся к новым, наиболее сложным материалам с ультрадисперсной структурой, в настоящее время по этому вопросу можно высказать лишь общие соображения. [55]
В некоторых случаях полиэтиленовую прослойку вводят между двумя бумажными полотнами или между бумагой и алюминиевой фольгой. Существуют и более сложные многослойные композиции. [56]
На практике применяются две основные системы высоковольтной изоляции: слюдосодер-жащая и бумажно-масляная. Первая представляет собой многослойную композицию из бумажных или стеклянных лент ( на поверхность которых нанесен слой щипаной слюды или слюдинита), пропитанную органическим лаком или компаундом - связующим. Связующее может быть термопластичным ( размягчаться под действием температуры) или термореактивным. Слюда обеспечивает электрическую прочность изоляции, подложка и связующее - ее механическую прочность и теплостойкость. Современные связующие обладают нагревостойкостью в пределах 130 - 180 С, однако расчетная температура обмотки не может достигать таких пределов вследствие возможности местных отклонений температуры из-за технологических погрешностей и неточностей расчета. [57]
Значительный интерес представляет информация об усталостной прочности многослойных композиций, гетерогенная структура которых способствует повышению сопротивления росту трещин. Объектом исследования служили многослойные композиции Си - Fe толщиной - 25мкм, содержащие 25 5 % Fe и отличающиеся толщиной составляющих слоев. [58]
Для получения покрытий из сплавов с резко отличающимися упругостями паров компонентов иногда применяют диффузионное насыщение конденсата из одного компонента в парах другого с последующим выравнивающим отжигом. Преимущество этого метода по сравнению с методом многослойных композиций заключается в возможности проведения процесса при значительно более высоких температурах, что ускоряет диффузию и уменьшает общее время получения покрытий. Например, температура отжига двухслойных композиций Cu-Zn ограничена возможным испарением Zn из покрытия и должна составлять не более 300 - 350 С. [59]
Например, усиление связи адсорбированных атомов с подложкой приводит к уменьшению критических размеров зародышей и увеличению частоты ( зародышеобразования, поэтому в условиях последовательного осаждения слоев меди на подложках ( слои хрома) с более дисперсной структурой и наличия сильной адгезии ( характерной для пары Си-Сг) могут в значительной мере замедляться процессы роста кристаллитов по сравнению с пленками, осажденными на нейтральных подложках. Образующиеся на обеих межфазных поверхностях раздела сетки дислокаций [129, 130] способны ограничивать подвижность границ кристаллитов при конденсации и последующей термообработке многослойных композиций. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5