Навигация
4.2 Окис танталу
Електролітично анодований тантал треба вважати одним із найкращих діелектриків для конденсаторів. При виготовленні конденсаторів як завжди спочатку наносять плівку танталу катодним розпиленням в атмосфері аргону, потім анодуванням нарощують шар діелектрика і на кінець зверху наносять алюмінієвий або золотий електрод.
Властивості танталових тонко плівкових конденсаторів вивчалися дуже довго. В результаті дослідження виявилося, що електрична стійість анодованого танталу становить приблизно 6 . 106 В/см. Діелектрична проникність такої плівки 25 і практична ємність 0,1 мкФ/см2 при робочій напрузі 50 В.
Як було встановлено, коефіцієнт втрат при 293 К не перевищує 0,01 в широкому інтервалі частот. При робочих частотах більше 50 кГц коефіцієнт втрат зростає із-за наявності ефективного послідовного опору нижнього танталового електроду.
Схеми на основі танталу мають перевагу сумісності, так як і опори, і конденсатори виготовляють із одного вихідного матеріалу і одним і тим же методом нанесення. Велика величина ємності на одиницю площі разом з високою стабільністю опорів із нітриду танталу є дуже цінною в мікроелектроніці. Головним недоліком треба вважати опір нижнього електроду конденсатора, який на високих робочих частотах є дуже чуттєвим. [4]
4.3 Окис вольфраму
Анодним методом також добилися виготовлення діелектричної плівки з вольфраму. На основі цих плівок були виготовлені опори і ємності. Анодування таким чином проводилося в 1%-ій сірчистій кислоті при напрузі 35В. В результаті виявився великий розкид струмів втечі, який складає коефіцієнт 0,6. розрахована по товщині окислу діелектрика стала була рівна 40. Ці результати виявились дуже поганими і ними не можна користуватися при виготовленні конденсаторів, але подальші дослідження і вивчення можуть призвести до одержання кращого діелектрика.
4.4 Окис титану
В практиці при виготовленні тонко плівкових конденсаторів на керамічній підкладці було використано нанесення плівок титану хімічним шляхом а потім анодуванням. Він призвів до значення ємності до 0,01 мкФ/см2 при коефіцієнті втрат менше 1% в широкому інтервалі частот. Опір втрат при 50В перевищив 1010 Ом/см2, а температурний коефіцієнт ємності склав 0,08%/град.
Цим же методом виготовлялись опори, причому для точної підгонки величини опору використовували анодування. Було виявлено, що титан забезпечує ті ж переваги при виготовленні пасивних кіл в мікроелектроніці що і титан. Про електрохімічне окислення поверхні титану пише Сіберт, який вивчив великий набір електроліті.
Найкращі характеристики анодування досягаються в одному електроліті метил етилового ефіру фосфорної кислоти зі швидкістю створення плівок 20Å/В. Нерівність поверхні плівок перешкоджала точному обрахунку величини діелектричної постійної при використанні срібного верхнього електроду. Усереднена по товщині діелектрична стала була рівна приблизно 20-ти.
Титанові плівки наносяться також випаровуванням. Поверхня титану анотувалася в електроліті, який містив етиленгліколь і водний розчин щавелевої кислоти. Процес анодування використовувався для підгонки величини титанових опорів і для виготовлення діелектричних шарів для конденсаторів і діодів. Швидкість створення окисних плівок складала 22Å/В, а їх діелектрична стала була рівна приблизно 40. температурний коефіцієнт ємності в інтервалі від -473 до +473 К складав +0,03%/град. Діелектричні втрати таких конденсаторів в інтервалі частот від 100 Гц до 400 кГц виростали при підвищенні частоти від tg δ = 0,02 до tg δ = 0,05, що було обумовлено існуванням ефективного послідовного опору нижнього електроду.
При виготовленні конденсаторів можна також анодувати нанесені випаровуванням титанові плівки. Було виявлено, що напруга пробою залежала від полярності прикладеної напруги. Конденсатори ємністю 0,05 мкФ/см2 в прямому напрямі витримували сили від 2 до 14В, в той час як в затвірному режимі ця величина сягала до 50-ти В. Пробій будь-якому напрямку призводив до незворотного виходу конденсатора з ладу.
Діелектричні втрати такої плівки виявились дуже низькими менше 1% на частоті 1 кГц при 293 К, а діелектрична проникність 50.
5. Хімічне осадження
При хімічному осадженні можна вибирати й використовувати багато реакцій хімічних сполук. Вибір конкретної хімічної реакції часто залежить від температури осаджування, яка визначається з урахуванням властивостей матеріалів, які входять в структуру осаджуваної плівки. Найбільш розповсюдженим є термічний розпад тетраетоксилану при температурах 973 – 1173. такий процес нанесення тонких діелектричних плівок називається піролізом. Якість піролітичного виготовлення плівок можна покращити шляхом проведення цього процесу в присутності кисню. Піролітичний процес можна також проводити при більш низьких температурах, які не перевищують 673 – 773K. При зменшенні температури піролізу швидкість осадження плівок зростає. Плівки SiO2 одержані цим методом мають аморфну структуру. Також ще використовують реакції окислення силану киснем при температурі 673 – 723 К для осадження двоокису кремнію. Часто для легування окислів в реакційну камеру добавляють легуючі елементи. Частіше всього для цього використовують такі гідриди як арсін, фосфін і дибо ран, так як процес їхнього одержання і очистки добре освоєний. Нітрид кремнію одержують реакцією силану з аміаком при атмосферному тискові і температурі 973 – 1173 К або реакцією дихлорсилану з аміаком при пониженому тискові і температурі до ~ 973 К.
На рис. 5.1. показані два типи реакторів, які використовують для процесів осадження плівок хімічним способом.
Рис. 5.1. Конструкції реакторів для методу хімічного осадження
На рис. 5.1. представлений реактор з горячими стінками, який працює при пониженому тискові і використовується в основному для осадження полі кремнію, двоокису кремнію і нітриду кремнію. Такий реактор складається з кварцової труби, що нагрівається трьохзонній печі. Газова суміш поступає з одного кінця труби і відкачується з другого. Для механічного насосу інколи підсилюється вентилятором Рутса. Тиск в реакційній камері звичайно складає від 30 до 250 Па, температура 573 – 1173К, а затрата газу 100 – 1000 см3/хв. в перерахуванні на атмосферний тиск. Підкладки встановлюються вертикально, перпендикулярно газовому потокові, в кварцовій лодочці. Одночасно в реакторах такого типу можна обробляти від 50 до 200 підкладок. Для зміни динаміки газового потоку інколи використовують спеціальні обтікателі. Досягнута однорідність товщини плівок ± 5%. Реактори з горячими стінками, які працюють при пониженому тискові, можна легко збільшити (в масштабі) для обробки підкладок діаметром 150 мм. Основні переваги реакторів розглянутого типу – висока однорідність плівок по товщині, великий об’єм загрузки і здатність обробляти підкладки великого діаметра. До недоліків такого реактора відносяться низька швидкість осадження і часте використання ядовитих, легкозаймистих газів або газів які розвивають корозію [1]
Похожие работы
... у провадженні судових експертиз та попередніх досліджень за завданнями слідчого або органу дізнання. Крім того, техніко-криміналістичні засоби та методи в залежності від мети поділяють на такі, які використовуються для: — збирання речових доказів (виявлення, фіксація, вилучення та упаковка); — дослідження доказів; — профілактики. Іноді у межах зазначеної класифікації виділяють і засоби та ...
... нестаціонарні мають одне істотне обмеження. У більшості випадків теорія цих методів припускає слабку залежність теплофізичних характеристик від температури. Тому їх застосування вимагає спеціального обґрунтування. 2. Методи дослідження електричних властивостей полімерів Електретно-термічний аналіз ЕТА називають метод вивчення полімерів, що полягає в одержанні електрета й наступному вим ...
... [16]. Методична база, створена в різних науках про працю, а також методична база проектування, що розуміється в самому широкому змісті слова, включаючи інженерне, являють собою великий простір методів. Технічні засоби, необхідні для ергономічних досліджень, часто являють собою стандартні пристрої і прилади, спеціально не орієнтовані на застосування в даній області. Тому потрібна адаптація цих ...
... 350 - 2000 ppm AS-MLC /AppliedSensor Inc. CO 0.5 - 500 ppm AS-MLK /AppliedSensor Inc. CH4 Від 0.01 до 4% 2. Сучасні датчики газів, та методи їх отримання 2.1 Нові матеріали та наноструктури – перспективна база елементів для датчиків газів В зв’язку з інтенсивним розвитком виробництва поверхневих датчиків газів, досліджуються придатні для їх побудови сучасні напівпрові ...
0 комментариев