Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами
Предлагаемый метод позволяет направленно изменять структуру, свойства, элементный состав поверхностных слоев материалов. The proposed method allows directionally to change structure, properties, elemental composition of surface layers of materials....
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Datum: | 1998 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
1998
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140761 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами / С.П. Костенко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 1998. — № 2. — С. 36-39. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-140761 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Костенко, С.П. 2018-07-15T08:10:21Z 2018-07-15T08:10:21Z 1998 Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами / С.П. Костенко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 1998. — № 2. — С. 36-39. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140761 Предлагаемый метод позволяет направленно изменять структуру, свойства, элементный состав поверхностных слоев материалов. The proposed method allows directionally to change structure, properties, elemental composition of surface layers of materials. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Материалы для компонентов Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами Механiзми керованого утворення структури поверхнi шарiв Pd-Ag при опромiнюваннi α-частками The mechanism of Pd-Ag structure predetermined formation at surface layers during α-particle irradiation Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами |
| spellingShingle |
Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами Костенко, С.П. Материалы для компонентов |
| title_short |
Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами |
| title_full |
Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами |
| title_fullStr |
Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами |
| title_full_unstemmed |
Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами |
| title_sort |
механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев pd-ag при облучении α-частицами |
| author |
Костенко, С.П. |
| author_facet |
Костенко, С.П. |
| topic |
Материалы для компонентов |
| topic_facet |
Материалы для компонентов |
| publishDate |
1998 |
| language |
Russian |
| container_title |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Механiзми керованого утворення структури поверхнi шарiв Pd-Ag при опромiнюваннi α-частками The mechanism of Pd-Ag structure predetermined formation at surface layers during α-particle irradiation |
| description |
Предлагаемый метод позволяет направленно изменять структуру, свойства, элементный состав поверхностных слоев материалов.
The proposed method allows directionally to change structure, properties, elemental composition of surface layers of materials.
|
| issn |
2225-5818 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140761 |
| citation_txt |
Механизмы управляемого структурообразования поверхностей слоев Pd-Ag при облучении α-частицами / С.П. Костенко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 1998. — № 2. — С. 36-39. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kostenkosp mehanizmyupravlâemogostrukturoobrazovaniâpoverhnosteisloevpdagprioblučeniiαčasticami AT kostenkosp mehanizmikerovanogoutvorennâstrukturipoverhnišarivpdagprioprominûvanniαčastkami AT kostenkosp themechanismofpdagstructurepredeterminedformationatsurfacelayersduringαparticleirradiation |
| first_indexed |
2025-11-25T23:46:44Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:46:44Z |
| _version_ |
1850583936334299136 |
| fulltext |
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÄËß ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÎÂ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 1998, ¹ 2
36
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
12.01 1998 ã.
Îïïîíåíòû ä. ò. í. À. À. ÑÌÅÐÄÎÂ,
ê. ò. í. Ë. Ê. ÃËÈÍÅÍÊÎ
Ïðåäëàãàåìûé ìåòîä ïîçâîëÿåò íà-
ïðàâëåííî èçìåíÿòü ñòðóêòóðó, ñâîé-
ñòâà, ýëåìåíòíûé ñîñòàâ ïîâåðõíîñò-
íûõ ñëîåâ ìàòåðèàëîâ.
The proposed method allows directionally to
change structure, properties, elemental composition
of surface layers of materials.
Ïðè ïðîèçâîäñòâå ïå÷àòíûõ ïëàò, ãèáðèäíûõ
ìèêðîñõåì è ò. ä. î÷åíü ÷àñòî ïðèìåíÿåòñÿ ñïëàâ
Pd1�yAgy ñ íåïðåðûâíî ìåíÿþùèìñÿ ñîñòàâîì ïðè
èçìåíåíèè y. Êîìïîíåíòû, ñîñòàâëÿþùèå ñèñòåìó,
ÿâëÿþòñÿ áëàãîðîäíûìè, âåñüìà äîðîãèìè, ïîýòîìó
åñòåñòâåííî æåëàíèå ñîêðàòèòü èõ ðàñõîä. Ïðàêòè-
÷åñêè ýòî ìîæíî îñóùåñòâèòü óìåíüøåíèåì òîëùè-
íû íàíîñèìûõ ñëîåâ èëè ñíèæåíèåì êîíöåíòðàöèè
ðàñòâîðîâ ñîëåé êîìïîíåíòîâ äàííûõ ìåòàëëîâ.
Ïðè ýòîì íåèçáåæíî âîçíèêàþò ïðîáëåìû, ñâÿçàí-
íûå ñ ïîëó÷åíèåì òðåáóåìîãî ñòåõèîìåòðè÷åñêîãî
ñîñòàâà è, ñîîòâåòñòâåííî, ñâîéñòâ íàíåñåííûõ ñëîåâ.
Íàçâàííûå ìåòàëëû òàêæå ÿâëÿþòñÿ îòëè÷íûìè
ñîðáåíòàìè ðàçëè÷íûõ ãàçîâ (íàïðèìåð, ïàëëàäèé
� ìåòàëë, ñåëåêòèâíî ðåàãèðóþùèé íà àòîìû âîäî-
ðîäà) è èñïîëüçóþòñÿ â ñåíñîðàõ êîíöåíòðàöèè êîì-
ïîíåíòîâ â ãàçîâûõ ñìåñÿõ. Ïðè ñîçäàíèè ñåíñîðîâ
íåîáõîäèìî íàíîñèòü î÷åíü òîíêèå ñëîè ìåòàëëîâ
(0,1...1,0 ìêì). Çäåñü ïðîáëåìû åùå ñëîæíåå, ò. ê.
íåçíà÷èòåëüíûå îòêëîíåíèÿ ðåæèìîâ âëåêóò çà ñî-
áîé ðåçêîå èçìåíåíèå ñâîéñòâ ïîëó÷àåìûõ ñëîåâ,
ãëàâíûì èç êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ èñ÷åçíîâåíèå ñïî-
ñîáíîñòè àäñîðáèðîâàòü çàäàííûå ãàçîâûå êîìïî-
íåíòû, êðîìå òîãî, óìåíüøàåòñÿ àäãåçèîííàÿ ñïî-
ñîáíîñòü.
Öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ ïîèñê ìåòî-
äîâ, ïîçâîëÿþùèõ íàïðàâëåííî èçìåíÿòü ñòðóêòóðó,
ñâîéñòâà, ýëåìåíòíûé ñîñòàâ ïîâåðõíîñòåé òîíêèõ
ñëîåâ ïðîñòûõ è ìíîãîêîìïîíåíòíûõ ìàòåðèàëîâ.
Ñóùåñòâóþò ðàâíîâåñíûå è íåðàâíîâåñíûå òåõ-
íîëîãè÷åñêèå ìåòîäû íàïðàâëåííîãî ñèíòåçà, îäíà-
êî îíè íå ïîçâîëÿþò çàðàíåå ïðîãíîçèðîâàòü êî-
íå÷íûé ðåçóëüòàò.
Ïåðñïåêòèâíûì òåõíîëîãè÷åñêèì ìåòîäîì ôîð-
ìèðîâàíèÿ òîíêèõ ïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ ñëåäóåò
ñ÷èòàòü îáëó÷åíèå òâåðäûõ òåë α-÷àñòèöàìè. Ýòîò
ìåòîä, ñ îäíîé ñòîðîíû, ÿâëÿåòñÿ íåðàâíîâåñíûì,
èìååò âñå åãî äîñòîèíñòâà. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, â
ñèëó ïðåíåáðåæèìî ìàëîãî èîííîãî ðàäèóñà ÷àñòèö
äåôîðìàöèîííûå ýôôåêòû ìîæíî íå ó÷èòûâàòü, à
áîëüøîé (+2) çàðÿä ÷àñòèö ïîçâîëÿåò ðåàëèçîâàòü
äîìèíàíòó çàðÿäîâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â âåùåñòâå.
Ðàííèå íàøè èññëåäîâàíèÿ íà ðàçëè÷íûõ ìàòåðèà-
ëàõ [1�4] ïîêàçàëè ïåðñïåêòèâíîñòü è óíèâåðñàëü-
íîñòü äàííîãî ìåòîäà.
Èññëåäîâàëñÿ ñïëàâ Pd1�yAgy, íàíåñåííûé â
âèäå òîíêèõ ñëîåâ íà ñèòàëëîâûå è êåðàìè÷åñêèå
ïîäëîæêè. Ñòðóêòóðû îáëó÷àëèñü α-÷àñòèöàìè èç
èñòî÷íèêîâ
238Pu, â êîòîðûõ áûë èñêëþ÷åí âûëåò
äðóãèõ ïðîäóêòîâ ðàäèîàêòèâíîãî ðàñïàäà.
Ñèñòåìà Pd�Ag î÷åíü óäîáíà äëÿ èññëåäîâàíèé
ýôôåêòîâ âçàèìîäåéñòâèÿ ñ α-÷àñòèöàìè. Ðàçìåðû
èîííûõ ðàäèóñîâ ïàëëàäèÿ è ñåðåáðà ïðàêòè÷åñêè
îäèíàêîâû. Ag èìååò òîëüêî ëèøü íà îäèí 5s-ýëåêò-
ðîí áîëüøå, ÷åì Pd. Ýòî ïîçâîëÿåò óâåðåííî ñ÷è-
òàòü äåôîðìàöèîííûå ýôôåêòû ïðåíåáðåæèìî ìà-
ëûìè è íàáëþäàòü â ýòîé ñèñòåìå çàðÿäîâûå âçàè-
ìîäåéñòâèÿ, êàðòèíó ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ ýëåêòðîí-
íîé ïëîòíîñòè ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ α-÷àñòèöàìè, à
òàêæå ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿ ïîâåðõíîñòíûõ êëàñ-
òåðîâ ïðè ðåêîíñòðóêöèè ñëîåâ.
Äëÿ íàøåé ìîäåëüíîé ñèñòåìû ãëàâíûì êðèòå-
ðèåì ÿâëÿåòñÿ êîëè÷åñòâî êëàñòåðîâ ïàëëàäèÿ, îá-
ðàçóþùèõñÿ íà ïîâåðõíîñòè. Ðåçóëüòàòû àíàëèçà
ïîâåðõíîñòíûõ êîíöåíòðàöèé ïðè îáëó÷åíèè îáðàç-
öîâ ðàçëè÷íûìè äîçàìè α-÷àñòèö ïðåäñòàâëåíû íà
ðèñ. 1. (Âðåìÿ îáëó÷åíèÿ α-÷àñòèöàìè ÿâëÿåòñÿ ìå-
Óêðàèíà, ã. Îäåññà
Ñ. Ï. ÊÎÑÒÅÍÊÎ
ÌÅÕÀÍÈÇÌÛ ÓÏÐÀÂËßÅÌÎÃÎ
ÑÒÐÓÊÒÓÐÎÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÅÉ
ÑËÎÅ Pd�Ag ÏÐÈ ÎÁËÓ×ÅÍÈÈ α-×ÀÑÒÈÖÀÌÈ
0,450
Ðèñ. 1. Îòíîñèòåëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ïîâåðõíîñòíûõ àòî-
ìîâ ñïëàâà Pd�Ag â çàâèñèìîñòè îò äîçû α-îáëó÷åíèÿ
Pd/Ag
0,525
0,500
0 60 120 180 ìèí
0,550
0,475
123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789
123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789
123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÄËß ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÎÂ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 1998, ¹ 2
37
Èçó÷åíèå äèíàìèêè èçìåíåíèÿ îòíîñèòåëüíîé
êîíöåíòðàöèè àòîìîâ Ag è Pd ïðè îáëó÷åíèè ýëåê-
òðîíàìè ïîêàçàëî îäíîçíà÷íîå óâåëè÷åíèå êîí-
öåíòðàöèè àòîìîâ ïàëëàäèÿ íà ïîâåðõíîñòè. Ïðè
ýòîì âîçäåéñòâèå ýëåêòðîííîãî ïó÷êà íà îáðàç-
öû, ïðåäâàðèòåëüíî îáëó÷åííûå α-÷àñòèöàìè â òå-
÷åíèå 155 ìèí, ïðèâîäèëî ê ïîÿâëåíèþ áîëüøåãî
êîëè÷åñòâà êëàñòåðîâ ïàëëàäèÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ äðó-
ãèìè îáðàçöàìè. Êàê ñëåäóåò èç [6], âîçäåéñòâèå
ýëåêòðîííûõ ïó÷êîâ ïðèâîäèò ê ðàññëàèâàíèþ ìíî-
ãîêîìïîíåíòíûõ ñïëàâîâ íà ìîíîìåòàëëè÷åñêèå ñëîè.
Âïîëíå âåðîÿòíî, ÷òî äàííûé ìåõàíèçì ñâîéñòâå-
íåí äëÿ ðàññìàòðèâàåìîãî äèàïàçîíà äîçîâîãî âîç-
äåéñòâèÿ α-÷àñòèö.
Ïîìèìî ïðèêëàäíîãî çíà÷åíèÿ, ñèñòåìà Pd�Ag
ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ êàê ìîäåëü, íà êîòîðîé ìîæ-
íî ïðîâîäèòü èññëåäîâàíèÿ ðàçëè÷íûõ âèäîâ âçàè-
ìîäåéñòâèé.
Ðàññìîòðèì ìîäåëüíûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ìåõàíèçìå
âçàèìîäåéñòâèÿ ïîâåðõíîñòåé ñëîåâ Pd�Ag ñ
α-÷àñòèöàìè.
Êàê èçâåñòíî, âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó àòîìàìè,
àòîìàìè è ÷àñòèöàìè â âåùåñòâàõ ïîäðàçäåëÿþòñÿ
íà äåôîðìàöèîííûå, çàðÿäîâûå, ìàãíèòíûå èëè ñïèí-
ñïèíîâûå, à òàêæå íà èõ êîìáèíàöèè. Ñëåäóåò îò-
ìåòèòü, ÷òî íàçâàííûå ýôôåêòû ìîãóò ïðèâåñòè ê
íàâåäåííûì èëè âòîðè÷íûì âçàèìîäåéñòâèÿì: çàðÿ-
äîâîå âçàèìîäåéñòâèå ìîæåò âûçâàòü ïîëÿðèçàöèþ
ñèñòåìû è ïåðåðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîííîé ïëîòíîñ-
òè è ïðèâåñòè ê äåôîðìàöèîííûì ýôôåêòàì, ñïèí-
ñïèíîâûì è ò. ä.
Íà ðèñ. 4 ïîêàçàíà ìîäåëü ôðàãìåíòà ðàññìàò-
ðèâàåìîé ñèñòåìû è ïðèáëèæàþùèåñÿ α-÷àñòèöû,
êîòîðûå ïðåäñòàâëåíû â âèäå âîëí.
ðîé âûðàæåíèÿ äîçû, ò. ê. ýíåðãèÿ ÷àñòèö, àêòèâ-
íîñòü èñòî÷íèêîâ è èõ êîëè÷åñòâî ôèêñèðîâàíû.)
Íàèáîëüøåå ÷èñëî ïîâåðõíîñòíûõ êëàñòåðîâ áûëî
ó îáðàçöîâ, îáëó÷àâøèõñÿ ñíà÷àëà 150 ìèí, à ïî-
òîì äîïîëíèòåëüíî åùå 5 ìèí. Êëàñòåðû èìåëè ðàç-
ìåðû áîëüøèõ àãëîìåðàòîâ � äî 700 Å. Íà ðèñ. 2
ïðåäñòàâëåíà ìèêðîôîòîãðàôèÿ ïîâåðõíîñòè îäíî-
ãî èç òàêèõ îáðàçöîâ.
Ìèêðîñêîïè÷åñêèé àíàëèç ïîêàçàë, ÷òî ïðè óâå-
ëè÷åíèè äîçû α-îáëó÷åíèÿ êîëè÷åñòâî êëàñòåðîâ
ïàëëàäèÿ íà ïîâåðõíîñòè ðàñòåò. Îäíàêî ïðè îáëó-
÷åíèè â òå÷åíèå áîëåå 160�162 ìèí íàáëþäàëîñü
ðåçêîå èõ óìåíüøåíèå.
Äëÿ âûÿñíåíèÿ âëèÿíèÿ α-îáëó÷åíèÿ íà ñòàáèëü-
íîñòü ñâîéñòâ âåùåñòâ îáðàçöû, ïðåäâàðèòåëüíî
îáëó÷åííûå α-÷àñòèöàìè, ïîäâåðãàëèñü îáëó÷åíèþ
ïó÷êàìè ýëåêòðîíîâ â îæå-ñïåêòðîìåòðå. Ýòî
ïîçâîëèëî òàêæå íàáëþäàòü (ïîìèìî äåãðàäàöèîí-
íûõ ÿâëåíèé) èçìåíåíèÿ ñîðáöèè, ñòðóêòóðû è ò. ä.
ïðè èçìåíåíèè ýëåìåíòíîãî ñîñòàâà ïîâåðõíîñòíîãî
ñëîÿ â ðåçóëüòàòå âîçäåéñòâèÿ ýëåêòðîíîâ [5].
Ðèñ. 3 èëëþñòðèðóåò êîíöåíòðàöèîííîå ïîâåäå-
íèå ïîâåðõíîñòíûõ àòîìîâ â ñèñòåìå Pd�Ag â çà-
âèñèìîñòè îò âðåìåíè ýëåêòðîííîãî îáëó÷åíèÿ äëÿ
îáðàçöîâ, ïðåäâàðèòåëüíî îáëó÷åííûõ α-÷àñòèöàìè.
α-÷àñòèöû ÿâëÿþòñÿ ñëàáîïðîíèêàþùèìè, îíè
âíåäðÿþòñÿ â ìàòðèöó íà ãëóáèíó îêîëî 10 ìêì.
Òåì íå ìåíåå èçìåíåíèÿ ïðîèñõîäÿò íà ãîðàçäî áîëü-
øåé ãëóáèíå.
Äëÿ âûÿñíåíèÿ ïðè÷èí èçìåíåíèÿ ñòðóêòóðû è
ýëåìåíòíîãî ñîñòàâà ïîâåðõíîñòè ðàññìîòðèì ñèñ-
Ðèñ. 4. Ìîäåëü ôðàãìåíòà ñèñòåìû Pd�Ag.
Áîëåå òåìíûå øàðû � àòîìû Pd, ñâåòëûå � Ag
Ðèñ. 3. Îòíîñèòåëüíûå êîíöåíòðàöèîííûå çàâèñèìîñòè
àòîìîâ Pd è Ag îò âðåìåíè ýëåêòðîííîãî îáëó÷åíèÿ â
îáðàçöàõ, ïðåäâàðèòåëüíî îáëó÷åííûõ ðàçëè÷íûìè äî-
çàìè α-÷àñòèö. Âûäåëåíû êðèâûå äëÿ äîç 150 ìèí (1) è
(150+5) ìèí (2)
Pd/Ag
0,55
0,50
0,45
0 2 4 6 8 12 14 16 ìèí10
1
2
Ðèñ. 2. Ìèêðî-
ôîòîãðàôèÿ ïî-
âåðõíîñòè îáðàç-
öà ñèñòåìû Pd�
Ag, îáëó÷åííîé
α-÷àñòèöàìè â òå-
÷åíèå 150+5 ìèí
(×60000)
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890
1234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÄËß ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÎÂ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 1998, ¹ 2
38
òåìó Pd�Ag, â ïîâåðõíîñòü êîòîðîé âíåäðÿþòñÿ
α-÷àñòèöû. Îíè èìåþò ïðåíåáðåæèìî ìàëûå ðàçìå-
ðû è î÷åíü áîëüøîé çàðÿä (+2). Òàêîå ñî÷åòàíèå
ñâîéñòâ ÷àñòèö ïîçâîëÿåò íàáëþäàòü ïðàêòè÷åñêè
òîëüêî çàðÿäîâûå âçàèìîäåéñòâèÿ â áèíàðíîé ñèñ-
òåìå Pd�Ag, èîííûå ðàäèóñû êîìïîíåíòîâ êîòî-
ðîé ðàâíû.
Ïðè âíåäðåíèè â ïîâåðõíîñòíûé ñëîé α-÷àñòèöà
ïûòàåòñÿ ñêîìïåíñèðîâàòü ñâîé çàðÿä çà ñ÷åò îðáè-
òàëüíûõ ýëåêòðîíîâ áëèæíåãî îêðóæåíèÿ. Ïðè ýòîì
â êà÷åñòâå äîíîðà ýëåêòðîíîâ äëÿ íåå âûñòóïàþò
äâà áëèæàéøèõ àòîìà ñåðåáðà. Åñòåñòâåííî âîçíè-
êàåò âîïðîñ, ïî÷åìó èìåííî îíè?
Îæå-ñïåêòðû îáðàçöîâ Pd�Ag äàþò êâàíòîâî-
ìåõàíè÷åñêîå îáúÿñíåíèå òàêîé îñîáåííîñòè ïîâå-
äåíèÿ ðàññìàòðèâàåìîé ñèñòåìû. Îêàçûâàåòñÿ, ÷òî
ýëåêòðîííûå îáîëî÷êè ïàëëàäèÿ ìåíåå ïîëÿðèçóå-
ìû α-÷àñòèöàìè ïî ñðàâíåíèþ ñ îáîëî÷êàìè ñåðåá-
ðà. «Ëèøíèé» â àòîìå ñåðåáðà 5s-ýëåêòðîí îáóñëàâ-
ëèâàåò ýòî îòëè÷èå. Êîìïåíñèðóÿ ñâîè çàðÿäû ýòè-
ìè ýëåêòðîíàìè, α-÷àñòèöà âûçûâàåò ïðèòÿæåíèå
èîíèçèðîâàííûõ àòîìîâ Ag. Òàêèì îáðàçîì, ïåð-
âè÷íûå çàðÿäîâûå âçàèìîäåéñòâèÿ ïðèâîäÿò ê íà-
âåäåííûì èëè âòîðè÷íûì äåôîðìàöèîííûì ýôôåê-
òàì. Âçàèìîäåéñòâóþùèå äèïîëè (Ag+α-÷àñòèöà)
«âûòàëêèâàþò» íà ïîâåðõíîñòü ñòàâøèå «ëèøíèìè»
ïðè ðåêîíñòðóêöèè ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ àòîìû ïàë-
ëàäèÿ. Ðèñ. 5 èëëþñòðèðóåò äàííûé ìåõàíèçì âçàè-
ìîäåéñòâèÿ.
ðåáðà ìîæåò êîìïåíñèðîâàòü òîëüêî ïîëîâèíó åå
çàðÿäà.
Ýòîò ïðèìåð ïîêàçûâàåò âîçìîæíîñòè óïðàâëå-
íèÿ ñâîéñòâàìè îáúåêòîâ ëþáîé ïðèðîäû çà ñ÷åò
èçìåíåíèÿ áëèæíåãî çàðÿäîâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ.
×àñòèöû, îáëàäàþùèå áîëüøèì çàðÿäîì è ïðåíå-
áðåæèìî ìàëûì èîííûì ðàäèóñîì, ëåãêî ìîãóò
èçìåíÿòü ýëåêòðîííóþ ïëîòíîñòü îáúåêòà âîçäåé-
ñòâèÿ, íå âíîñÿ ïðè ýòîì äåôîðìàöèîííóþ êîìïî-
íåíòó.
Ïðè âíåäðåíèè ìíîãîçàðÿäíûõ ÷àñòèö ñ îïðåäå-
ëåííûì èîííûì ðàäèóñîì, íàïðèìåð BF+2, ïðèñóò-
ñòâóþò ìíîãèå âèäû âçàèìîäåéñòâèé: ìàãíèòíîå èëè
ñïèí-ñïèíîâîå, çàðÿäîâîå, äåôîðìàöèîííîå, à òàê-
æå ñëåäóþùèå çà íèìè âòîðè÷íûå èëè íàâåäåííûå
âçàèìîäåéñòâèÿ. Ñëåäóåò äîáàâèòü, ÷òî ïðè ââåäå-
íèè â ñèñòåìó îòðèöàòåëüíûõ çàðÿäîâ ðåàêöèÿ áó-
äåò àíàëîãè÷íîé, íî ïðîòåêàòü â èíîì íàïðàâëåíèè.
Èíñòðóìåíòîì äëÿ âêëþ÷åíèÿ ýòîãî ìåõàíèçìà ÿâ-
ëÿþòñÿ ýëåêòðîíû. Îäíàêî â ñëó÷àå âîçäåéñòâèÿ
ïó÷êàìè ýëåêòðîíîâ â âåùåñòâàõ áóäóò íàáëþäàòü-
ñÿ íåñêîëüêî èíûå ýôôåêòû, îáóñëîâëåíûå áîëü-
øîé ãëóáèíîé ïðîíèêíîâåíèÿ ýëåêòðîíîâ. Äëÿ òîí-
êèõ ñëîåâ ïðåäïî÷òèòåëüíåé èñïîëüçîâàòü ñëàáî-
ïðîíèêàþùèå α-÷àñòèöû.
Òàêèì îáðàçîì, íàèáîëåå ïîäõîäÿùèìè äëÿ ñèí-
òåçà ïîâåðõíîñòíûõ ÷óâñòâèòåëüíûõ ñëîåâ ìóëüòè-
ñåíñîðîâ ÿâëÿþòñÿ α-÷àñòèöû.
Ðåçóëüòàòû ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé ïîìîãà-
þò îáúÿñíèòü è ðàçðåøèòü ðàçëè÷íûå òåõíîëîãè-
÷åñêèå ïðîáëåìû.
 îäíîì èç íàøèõ èññëåäîâàíèé ìû ñòîëêíóëèñü ñ
íåîáû÷íûì ïîâåäåíèåì çîëîòûõ âûâîäîâ äëÿ ìóëüòè-
ñåíñîðîâ ïðè äåãðàäàöèîííûõ ÿâëåíèÿõ. Íàáëþäàëàñü
ñåãðåãàöèÿ ïàëëàäèåâûõ àòîìîâ íà êîíòàêòíûõ ïëîùàä-
êàõ èç çîëîòûõ êîíòàêòîâ î÷åíü âûñîêîé ñòåïåíè ÷èñòî-
òû � 99,9999%. Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé áèíàðíîé ñèñ-
òåìû Pd�Ag ïîçâîëÿþò ïðîâåñòè àíàëîãèþ ìåæäó çà-
êîíîìåðíîñòÿìè ìèãðàöèè àòîìîâ ïàëëàäèÿ â ðàçëè÷-
íûõ ñëó÷àÿõ. Ïðè äåãðàäàöèè â ìóëüòèñåíñîðàõ, âèäè-
ìî, èìåëè ìåñòî ýëåêòðîìèãðàöèîííûå ÿâëåíèÿ, ñòèìó-
ëèðîâàííûå äåôîðìàöèîííûìè ýôôåêòàìè ïðè ðàáîòå
ìóëüòèñåíñîðà, â ÷àñòíîñòè, ïðè êîíòðîëå äàâëåíèÿ
ñðåäû.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî âòîðè÷íîå äåôîðìàöèîí-
íîå âçàèìîäåéñòâèå íå âî âñåõ ñèñòåìàõ ïðèâîäèò ê
âûõîäó íà ïîâåðõíîñòü îäíîãî èç êîìïîíåíòîâ. Ýòî
îáóñëîâëåíî ñòðîåíèåì ýëåêòðîííûõ îáîëî÷åê êàæ-
äîãî èç êîìïîíåíòîâ, ñîñòàâëÿþùèõ ñèñòåìó. Îä-
íàêî ðàññìàòðèâàåìûé ìåõàíèçì âîçäåéñòâèÿ îáëó-
÷åíèÿ α-÷àñòèöàìè íàáëþäàåòñÿ äîâîëüíî ÷àñòî.
Íàïðèìåð, ìû íàáëþäàëè ïîÿâëåíèå êëàñòåðîâ ìå-
òàëëè÷åñêîãî ãàëëèÿ íà ïîâåðõíîñòè òðîéíîé ñèñòåìû
Cd�Ga�Se [2], êëàñòåðû óãëåðîäà íà ïîâåðõíîñòè SiC
[3].  òî æå âðåìÿ îáëó÷åíèå α-÷àñòèöàìè îáðàçöîâ
CdxHg1�x Òe [1] ïðèâîäèëî ê ìîíîòîííîìó óâåëè÷åíèþ
ïîâåðõíîñòíîé êîíöåíòðàöèè àòîìîâ ðòóòè. Ïðè ýòîì
áûëè ðåøåíû çàäà÷è ïîâûøåíèÿ ñòàáèëüíîñòè äàííîãî
ìàòåðèàëà, íàïðàâëåííîãî óïðàâëåíèÿ êîíöåíòðàöèÿìè
Ðèñ. 5. Ìîäåëü ôðàãìåíòà ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ
ñèñòåìû Pd�Ag ïðè âíåäðåíèè â íåãî α-÷àñòèö
Äîïîëíèòåëüíî âîçíèêàåò åùå îäèí âîïðîñ: ïî-
÷åìó îáîëî÷êè ïàëëàäèÿ ìåíåå ïîëÿðèçóåìû? Áðèããñ
è Ñèõ [7, ñòð. 122�123] äàþò îòâåò. Êëþ÷ � â
ñòðîåíèè 3d- è 4d-îáîëî÷åê ïàëëàäèÿ, êîòîðûå ìàëî
ïîëÿðèçóþòñÿ ïðè âîçìóùåíèè ÿäðà èëè ïðè ìîäè-
ôèêàöèè áëèæíåãî îêðóæåíèÿ. Ïàëëàäèé ïðåäïî÷è-
òàåò ìèãðàöèþ ïîëÿðèçàöèè. Âíåøíÿÿ 5s-îáîëî÷êà
ó íåãî íå çàïîëíåíà è ÿâëÿåòñÿ âèðòóàëüíîé ïðè
ïîëíîñòüþ çàïîëíåííîé 4d-îáîëî÷êå.
 îòëè÷èå îò Pd, àòîìû ñåðåáðà, îòäàâ ñâîé 5s-
ýëåêòðîí α-÷àñòèöå, óñèëèâàþò ñâÿçü â ìàòðèöå ÷å-
ðåç s-îðáèòàëè α-÷àñòèö, ïîñêîëüêó îäèí àòîì ñå-
123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789
123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789
123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678901234567890123456789ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÄËß ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÎÂ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 1998, ¹ 2
39
êîìïîíåíòîâ òðîéíîé ñèñòåìû â ïîâåðõíîñòíûõ ñëîÿõ
[4] è, òåì ñàìûì, ïîëó÷åíèå òðåáóåìûõ îïòè÷åñêèõ õà-
ðàêòåðèñòèê.
Îäíèì èç ïåðñïåêòèâíûõ íàó÷íî-òåõíè÷åñêèõ
íàïðàâëåíèé â Óêðàèíå ìîæåò ñòàòü ðàçðàáîòêà è
ïðîèçâîäñòâî ñåíñîðîâ è ñåíñîðíûõ ñèñòåì. Â ýòîì
áîëüøóþ ðîëü ìîãóò ñûãðàòü ðàäèàöèîííûå òåõíî-
ëîãèè.
Ïîëó÷åííûå â äàííîé ðàáîòå ðåçóëüòàòû � òîëü-
êî ÷àñòü â ïåðå÷íå çàäà÷ ïî ñèíòåçó ïîâåðõíîñòåé
[8] â ìóëüòèñåíñîðàõ ñ èçáèðàòåëüíûì ðåàãèðîâàíè-
åì íà çàäàííûå ìåòðîëîãè÷åñêèå êîìïîíåíòû.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Kostenko S. P., Bidnyk D.I. Impact of alpha-par-
ticles on the nearest-neighbour environment in Cd
x
Hg1�x
Te
surface layers // J. Mater. Chem.� 1992.� Vol. 2, N 1.�
P. 1921.
2. Avgustimov V. L., Babenko Yu. Ye., Kostenko S. P.
and Tishchenko G.D. Multi-compounds in chemical mul-
ti-sensors // In Book: Sensors. Technology, systems and
applications/ Ed by K. T. V. Grattan, A. Hilger.� Bristol,
Philadelphia and N. Y. : IOPP Ltd.� 1991.� P. 57�62.
3. Kostenko S. P. α-particle tracks in solids as trig-
gers of the self-formation mechanism for structures with
the predetermined behavior // Radiation measurements.�
1997.� Vol. 28, N 1�6.�P. 77�80.
4. À. c. 1618213 ÑÑÑP. Cïîñîá ôîðìèðîâàíèÿ ïî-
âåðõíîñòíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ñòðóêòóð / Â. Ë. Àâ-
ãóñòèìîâ, Ä. È. Áèäíûê, Ñ. Ï. Êîñòåíêî è äð.� Çàðå-
ãèñòðèðîâàíî 1 ñåíòÿáðÿ 1990 ã.
5. À. c. 1538685 CCCÐ. Ñïîñîá àíàëèçà òâåðäûõ òåë
ìåòîäîì ýëåêòðîííîé îæå-ñïåêòðîñêîïèè / Â. Ë. Àâãóñ-
òèìîâ, Ä. È. Áèäíûê, Ñ. Ï. Êîñòåíêî è äð.� Çàðåãèñ-
òðèðîâàíî 15 ñåíòÿáðÿ 1989 ã.
6. Âëàäèìèðñêèé Ð. À., Ëèôøèö Â. Á., Ïàþê Â. À.
Âëèÿíèå ïîòîêà ýëåêòðîíîâ âûñîêîé ýíåðãèè íà ðàñ-
ïðåäåëåíèå ïðèìåñåé êîìïîíåíòîâ ñïëàâîâ â ïîâåðõíîñò-
íûõ ñëîÿõ // Ïîâåðõíîñòü.�1987.� ¹ 6.� C. 112�118.
7. Áðèããñ Ä., Ñèõ Ì. Ï. Àíàëèç ïîâåðõíîñòè ìåòî-
äàìè îæå- è ðåíòãåíîâñêîé ôîòîýëåêòðîííîé ñïåêòðîñ-
êîïèè.� Ì. : Ìèð, 1987.
8. Lucas B. N., Oliver W. C., Swindeman J. E. Cha-
racterising the elastic response of low stiffness polysili-
con/LPCVDnitride/polysilicon composite micro-accele-
rometers // MRS, Spring Meeting, Symposium N.� San
Francisco, Californiya, April 15�16, 1998.� Book of
abstracts.� P. 77.
Ê. ò. í. Ñ. Ï. ÍÎÂÎÑßÄËÛÉ
ÃÅÒÒÅÐÈÐÎÂÀÍÈÅ ÏÐÈÌÅÑÅÉ È ÄÅÔÅÊÒÎÂ
 ÑÈÑÒÅÌÍÎÉ ÒÅÕÍÎËÎÃÈÈ
ÌÈÊÐÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ ÁÈÑ*
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
29.07 1997 ã.
Óêðàèíà, ã. Èâàíî-Ôðàíêîâñê
Ðîñò ñòåïåíè èíòåãðàöèè ÁÈÑ òðåáóåò äàëüíåé-
øåãî óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ òåõíîëîãèè âûðàùè-
âàíèÿ ìîíîêðèñòàëëîâ êðåìíèÿ, èçãîòîâëåíèÿ êðåì-
íèåâûõ ïëàñòèí è ôîðìèðîâàíèÿ ñòðóêòóð êðèñòàë-
ëîâ ñ öåëüþ ïîâûøåíèÿ ÷àñòîòíîãî äèàïàçîíà ÁÈÑ
è óìåíüøåíèÿ ðàññåÿííîé ìîùíîñòè ïðè óâåëè÷å-
íèè èõ ôóíêöèîíàëüíîé ñëîæíîñòè.
Îäíîé èç âàæíûõ çàäà÷ ìèêðîýëåêòðîíèêè ÿâ-
ëÿåòñÿ îáåñïå÷åíèå âûñîêîé ÷èñòîòû àêòèâíûõ çîí
ïîëóïðîâîäíèêîâîãî ìàòåðèàëà, íà îñíîâå êîòîðî-
ãî ôîðìèðóþòñÿ êðèñòàëëû ÁÈÑ.
Èñõîäíûì ìàòåðèàëîì äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ÁÈÑ
ñëóæàò êðåìíèåâûå ïëàñòèíû, âûðàùåííûå èç ðàñ-
ïëàâà ïî ìåòîäó ×îõðàëüñêîãî, ïîñëå èõ ëåãèðîâà-
íèÿ äîíîðíîé èëè àêöåïòîðíîé ïðèìåñüþ â ñëèòêè
è ïîëèðîâêè ïîâåðõíîñòè äî 14 êëàññà. Â ïðîöåññå
ôîðìèðîâàíèÿ ñòðóêòóð êðèñòàëëîâ êðåìíèåâûå ïëà-
ñòèíû ïîäâåðãàþòñÿ ìíîãî÷èñëåííûì îïåðàöèÿì
õèìè÷åñêîé îáðàáîòêè, îêèñëåíèÿ, äèôôóçèè, èîí-
íîé èìïëàíòàöèè.
Òàêèì îáðàçîì, ïðè ïîëó÷åíèè ñòðóêòóð êðèñ-
òàëëîâ ÁÈÑ íåèçáåæíî âîçíèêàþò äåôåêòû ìî-
íîêðèñòàëëè÷åñêîé êðåìíèåâîé ïîäëîæêè ñ îáðà-
çîâàíèåì êëàñòåðîâ èëè ïðåöèïèòàòîâ. Ïîä âëèÿ-
íèåì ýòèõ äåôåêòîâ ïðîèñõîäèò óõóäøåíèå õàðàê-
òåðèñòèê ýëåìåíòîâ ÁÈÑ è ñíèæåíèå âûõîäà ãîä-
íûõ. Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ýòîãî èñïîëüçóþò ãåò-
òåðíóþ òåõíîëîãèþ, êîòîðàÿ îáåñïå÷èâàåò î÷èñòêó
àêòèâíûõ îáëàñòåé îò ïðèìåñåé è äåôåêòîâ.
Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè èçãîòîâëåíèè âûñîêîêà÷å-
ñòâåííûõ ÁÈÑ âàæíîé ïðîáëåìîé ÿâëÿåòñÿ ñîãëà-
ñîâàíèå êà÷åñòâà èñõîäíûõ êðåìíèåâûõ ïëàñòèí (èç
ñôîðìèðîâàííûõ ãåòòåðîì) ñ òåõíîëîãè÷åñêèìè ïðî-
öåññàìè ìàðøðóòà èçãîòîâëåíèÿ ñòðóêòóð, à òàêæå ñ
ìåòîäàìè ïðîâåäåíèÿ ãåòòåðèðîâàíèÿ. Ïðàâèëüíûé âû-
áîð ãåòòåðíîãî ìàðøðóòà ñîñòàâëÿåò îäèí èç âàæíûõ
ïðèíöèïîâ ñèñòåìíûõ òåõíîëîãèé ìèêðîýëåêòðîíèêè
ÁÈÑ.
 ñòàòüå îáîñíîâàíà ãåòòåðíàÿ òåõíîëîãèÿ, ïî-
çâîëÿþùàÿ ôîðìèðîâàòü ñòðóêòóðû ÁÈÑ âûñîêî-
ãî êà÷åñòâà ñ âûñîêèì ïðîöåíòîì âûõîäà ãîäíûõ.
* Ðåôåðàò. Ïîëíûé òåêñò ñòàòüè (íà óêðàèíñêîì ÿçûêå)
íàõîäèòñÿ â ðåäàêöèè è âûñûëàåòñÿ ïî çàïðîñó.
123456789012345
123456789012345
123456789012345
123456789012345
123456789012345
123456789012345678901234567890121234567890123
123456789012345678901234567890121234567890123
123456789012345678901234567890121234567890123
123456789012345678901234567890121234567890123
123456789012345678901234567890121234567890123
ÄÅÏÎÍÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÐÓÊÎÏÈÑÈ
|