Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза
Исследованы пленки Ir и алмаза в зависимости от условий получения. Рассмотрено применение поликластерных пленок алмаза в качестве теплоотводов ГИС и управляющих сеток электронных приборов....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2007 |
| Автори: | , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2007
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52895 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза / А.Ф. Белянин, А.Ф. Паль, М.И. Самойлович, Н.В. Суетин, Н.Н. Дзбановский, В.С. Митин, П.В. Пащенко, М.А. Тимофеев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 6. — С. 50-56. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859541488029925376 |
|---|---|
| author | Белянин, А.Ф. Паль, А.Ф. Самойлович, М.И. Суетин, Н.В. Дзбановский, Н.Н. Митин, В.С. Пащенко, П.В. Тимофеев, М.А. |
| author_facet | Белянин, А.Ф. Паль, А.Ф. Самойлович, М.И. Суетин, Н.В. Дзбановский, Н.Н. Митин, В.С. Пащенко, П.В. Тимофеев, М.А. |
| citation_txt | Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза / А.Ф. Белянин, А.Ф. Паль, М.И. Самойлович, Н.В. Суетин, Н.Н. Дзбановский, В.С. Митин, П.В. Пащенко, М.А. Тимофеев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 6. — С. 50-56. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Исследованы пленки Ir и алмаза в зависимости от условий получения. Рассмотрено применение поликластерных пленок алмаза в качестве теплоотводов ГИС и управляющих сеток электронных приборов.
|
| first_indexed | 2025-11-26T00:09:38Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
50
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
11.05�10.10 2007 ã.
Îïïîíåíò ê. ô.-ì. í. À. Â. ÑÅÌÅÍÎÂ
(Èí-ò ìîíîêðèñòàëëîâ, ã. Õàðüêîâ)
Ä. ò. í. À. Ô. ÁÅËßÍÈÍ, ä. ô.-ì. í. À. Ô. ÏÀËÜ,
ä. ô.-ì. í. Ì. È. ÑÀÌÎÉËÎÂÈ×, ä. ô.-ì. í. Í. Â. ÑÓÅÒÈÍ,
ê. ô.-ì. í. Í. Í. ÄÇÁÀÍÎÂÑÊÈÉ, ê. ò. í. Â. Ñ. ÌÈÒÈÍ,
ê. ò. í. Ï. Â. ÏÀÙÅÍÊÎ, ê. ô.-ì. í. Ì. À. ÒÈÌÎÔÅÅÂ
Ðîññèÿ, ã. Ìîñêâà, ÖÍÈÒÈ «Òåõíîìàø», ÍÈÈßÔ ÌÃÓ èì. Ä. Â. Ñêîáåëüöûíà,
ÂÍÈÈ íåîðãàíè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ èì. À. À. Áî÷âàðà
E-mail: mtimofeyev@dnph.phys.msu.su
ÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅ ÍÀÍÎÑÒÐÓÊÒÓÐÈÐÎÂÀÍÍÛÕ
ÏËÅÍÎÊ ÈÐÈÄÈß È ÏÎËÈÊËÀÑÒÅÐÍÎÃÎ ÀËÌÀÇÀ
Èññëåäîâàíû ïëåíêè Ir è àëìàçà â çàâèñè-
ìîñòè îò óñëîâèé ïîëó÷åíèÿ. Ðàññìîòðå-
íî ïðèìåíåíèå ïîëèêëàñòåðíûõ ïëåíîê
àëìàçà â êà÷åñòâå òåïëîîòâîäîâ ÃÈÑ è
óïðàâëÿþùèõ ñåòîê ýëåêòðîííûõ ïðèáî-
ðîâ.
Ïåðñïåêòèâíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ â ýëåêòðîííîé
òåõíèêå ïîëèêëàñòåðíûõ àëìàçíûõ ïëåíîê ñâÿçàíà
ñ òàêèìè ñâîéñòâàìè àëìàçà êàê íàèâûñøèå ñðåäè
èçâåñòíûõ ìàòåðèàëîâ òâåðäîñòü è òåïëîïðîâîä-
íîñòü, à òàêæå ñ èõ àêóñòè÷åñêèìè è ïîëóïðîâîäíè-
êîâûìè õàðàêòåðèñòèêàìè. Îñíîâíûå ôèçèêî-õèìè-
÷åñêèå ñâîéñòâà àëìàçà ìîãóò ïðîÿâèòüñÿ ó ïîëèêëàñ-
òåðíûõ àëìàçíûõ ïëåíîê, õàðàêòåðèçóþùèõñÿ óïî-
ðÿäî÷åííûì àãðåãèðîâàíèåì èñõîäíûõ êëàñòåðîâ.
Óïîðÿäî÷åííûå ñëîè ïîëèêëàñòåðíîãî àëìàçà
ïðåäïî÷òèòåëüíåå ôîðìèðîâàòü íà ïîäëîæêàõ èç õè-
ìè÷åñêè èíåðòíûõ ìàòåðèàëîâ, ò. ê. â ïðîòèâíîì
ñëó÷àå â ðåçóëüòàòå õèìè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñ
óãëåðîäîì íà ãðàíèöå êîíòàêòà ïîäëîæêè è ïëåíêè
îáðàçóþòñÿ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêàÿ èëè àìîðôíàÿ
ôàçû êàðáèäà, ïðåïÿòñòâóþùèå ïîäâèæíîñòè ñôîð-
ìèðîâàííûõ àëìàçíûõ ÷àñòèö. Íàèáîëåå ïîäõîäèò
äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â êà÷åñòâå õèìè÷åñêè ïàññèâíî-
ãî ìàòåðèàëà èðèäèé (Ir), ïîñêîëüêó òåõíè÷åñêè ïðî-
ñòî ôîðìèðóåòñÿ ìåòîäàìè ðàñïûëåíèÿ â âèäå òåêñ-
òóðèðîâàííûõ òîíêèõ ïëåíîê.
Öåëüþ ðàáîòû ÿâëÿëîñü ïîëó÷åíèå ïëåíîê Ir ñ
êîíòðîëèðóåìûì ñòðîåíèåì êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû,
îïðåäåëåíèå îðèåíòèðóþùåãî âëèÿíèÿ ïëåíîê Ir íà
ñòðîåíèå ïîëèêëàñòåðíûõ ïëåíîê àëìàçà, à òàêæå
ñîçäàíèå (ñ èñïîëüçîâàíèåì ñëîèñòûõ ñòðóêòóð �èðè-
äèé � ïîëèêëàñòåðíàÿ àëìàçíàÿ ïëåíêà�) óñòðîéñòâ
ýëåêòðîííîé òåõíèêè ñ óëó÷øåííûìè ýêñïëóàòàöè-
îííûìè õàðàêòåðèñòèêàìè.
Ïîëó÷åíèå ïëåíîê Ir è ïîëèêëàñòåðíîãî àëìàçà
Ïëåíêè Ir (êóáè÷åñêàÿ ñèíãîíèÿ, ïðîñòðàíñòâåí-
íàÿ ãðóïïà Oh
5 � Fm3m, ïåðèîä ðåøåòêè à=0,3839 íì)
ôîðìèðîâàëè ñ èñïîëüçîâàíèåì ñïåöèàëüíî ðàçðà-
áîòàííûõ óñòàíîâîê, îñíàùåííûõ öåëüíîìåòàëëè-
÷åñêèìè ïëàíàðíûìè ìàãíåòðîíàìè [1, 2]. Íà ïî-
ñòîÿííîì òîêå â àðãîíîâîé ïëàçìå ðàñïûëÿëàñü ìè-
øåíü èç Ir (99,99%, äèàìåòð 68 ìì) íà ïîäëîæêàõ
èç òèòàíàòà ñòðîíöèÿ ñ îðèåíòèðîâàíèåì ðàáî÷åé
ïîâåðõíîñòè ïî {100} (SrTiO3{100}), îêñèäà ìàãíèÿ
(MgO{100}) è ñàïôèðà (Al2O3{0001}). Â ïðîöåññå
îñàæäåíèÿ ïëåíîê ïîäëîæêè íåïîäâèæíî ðàñïîëà-
ãàëèñü íàïðîòèâ öåíòðà ìèøåíè.
Óñëîâèÿ îñàæäåíèÿ ïëåíîê Ir áûëè ñëåäóþùèå:
ïðåäâàðèòåëüíûé âàêóóì 4·10�4 Ïà, äàâëåíèå Ar â
âàêóóìíîé êàìåðå 1,2�1,3 Ïà, ðàñõîä Ar 60�90 ñì3/÷,
íàïðÿæåíèå ðàçðÿäà 600�840 Â, òîê ðàçðÿäà 100�
200 ìÀ, òåìïåðàòóðà ïîäëîæêè 600�1175 Ê. Ïðè
ðàññòîÿíèè ìåæäó ìèøåíüþ è ïîäëîæêîé 100 ìì
ïîëó÷åíû ïëåíêè Ir òîëùèíîé 20�400 íì. Ïëåíêè
Ir îñàæäàëè ñî ñêîðîñòüþ 0,2�1,2 ìêì/÷, ïîñëå ÷åãî
îòæèãàëè â âàêóóìå ïðè òåìïåðàòóðå ôîðìèðîâàíèÿ
â òå÷åíèå 2 ÷ è îõëàæäàëè ñî ñêîðîñòüþ 15 Ê/ìèí.
Êîíñòðóêòèâíûå îñîáåííîñòè âàêóóìíîé êàìåðû
è ðàçðÿäíîãî óñòðîéñòâà èñïîëüçîâàííîé óñòàíîâêè
ïîêàçàíû íà ðèñ. 1. Äëÿ ïîääåðæàíèÿ ñòàáèëüíîé
òåìïåðàòóðû ôîðìèðóåìûõ ïëåíîê è èñêëþ÷åíèÿ
ýëåêòðè÷åñêîãî ïðîáîÿ ïî ïëàçìå ïðèìåíÿëèñü íèç-
êîâîëüòíûå ñèëüíîòî÷íûå Ta-íàãðåâàòåëè è òåïëî-
âûå ýêðàíû èç Mo.
Ïîëèêëàñòåðíûå ïëåíêè àëìàçà (êóáè÷åñêàÿ ñèí-
ãîíèÿ, Oh
5 � Fd3m; à=0,3567 íì) íà ñëîÿõ Ir ïîëó÷à-
ëè â ãàçîâîé ñìåñè «âîäîðîä�ìåòàí» ñ èñïîëüçîâà-
íèåì ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè (ðèñ. 2) [3, 4]. Ïðåä-
Ìàãíåòðîí Ïîäëîæêà
Òà-íàãðåâàòåëü Òåïëîâûå ýêðàíûÄðîññåëèðóþùåå
óñòðîéñòâî
Ðèñ. 1. Êîíñòðóêöèÿ âàêóóìíîé êàìåðû è ðàçðÿäíîãî
óñòðîéñòâà óñòàíîâêè ìàãíåòðîííîãî ðàñïûëåíèÿ
äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïëåíîê Ir
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
51
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
âàðèòåëüíî íà ñëîå Ir ñîçäàâàëèñü öåíòðû íóêëåà-
öèè, íåîáõîäèìûå äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ àëìàçíîé ïëåí-
êè. Öåíòðû íóêëåàöèè ñîçäàâàëèñü ïðè òåìïåðàòó-
ðå 1025 Ê áîìáàðäèðîâêîé èîíàìè H+ è CxHy
+ (Â×-
ðàçðÿä � 13,56 ÌÃö, 40 Âò; 20 ìèí), îáðàçóþùèìè-
ñÿ â ÑÂ×-ïëàçìå (H2 + (8�10 îá.%) CH4, äàâëåíèå
≈6,6·103 Ïà). Ïîñëå ýòîãî Â×-ðàçðÿä âûêëþ÷àëñÿ, è
àëìàçíûå ïëåíêè îñàæäàëè ïðè ñëåäóþùèõ óñëîâè-
ÿõ: ñîñòàâ ãàçîâîé ñìåñè H2 + 0,5 îá.% CH4, äàâëå-
íèå 8·103 Ïà, òåìïåðàòóðà ïîäëîæêè 1125 Ê, ÑÂ×-
ìîùíîñòü ≈400 Âò.
Ïîëèêëàñòåðíûå ïëåíêè àëìàçà òîëùèíîé äî
30 ìêì ïîëó÷àëè ñî ñêîðîñòüþ ≈2 ìêì/÷ â ïðèñóòñòâèè
àòîìàðíîãî âîäîðîäà (äèññîöèàöèÿ H2), íåîáõîäèìî-
ãî äëÿ âçàèìîäåéñòâèÿ ñ íåàëìàçíûìè ôîðìàìè óã-
ëåðîäà è óäàëåíèÿ èõ ñ ïîâåðõíîñòè ôîðìèðóåìîé
ïëåíêè. Äëÿ ëåãèðîâàíèÿ ïëåíîê àëìàçà â âàêóóì-
íóþ êàìåðó ââîäèëè ïàðû ñìåñè ýòèëîâîãî ñïèðòà
(Ñ2Í5ÎÍ) ñ òðèìåòèëáîðàòîì ((ÑH3O)3B).
Ñòðîåíèå ïëåíîê Ir
Íà ïîäëîæêàõ èç Al2O3 (ãåêñàãîíàëüíàÿ ñèíãîíèÿ,
D3d
6 � R 3 c; à=0,4759 íì; ñ=1,299 íì) ïîëó÷åíû
ïëåíêè Ir, ñîñòîÿùèå èç êðèñòàëëè÷åñêîé è ðåíòãå-
íîàìîðôíîé ôàç, ïðè ýòîì êðèñòàëëè÷åñêàÿ ôàçà
âêëþ÷àåò êðèñòàëëèòû, çàêîíîìåðíî ðàñïîëîæåííûå
îòíîñèòåëüíî ïîäëîæêè, è êðèñòàëëèòû, íå èìåþ-
ùèå ïðåèìóùåñòâåííîé îðèåíòàöèè (ðèñ. 3, ðåíòãå-
íîâñêèé äèôðàêòîìåòð Rigaku D/max-2500; Cu kα-
èçëó÷åíèå, ãðàôèòîâûé ìîíîõðîìàòîð).
 ðàáîòå ïîä òåðìèíîì «êðèñòàëëèòû» («íàíîêðèñòàëëèòû»)
ïîäðàçóìåâàþòñÿ îáëàñòè (äîìåíû) â òâåðäîòåëüíîé ñèñòåìå,
êîòîðûå õàðàêòåðèçóþòñÿ, ïî äàííûì ðåíòãåíîâñêîé äèôðàêöèè,
ïåðèîäè÷íîñòüþ â íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ïåðèîäîâ ðåøåòêè (äëÿ ñî-
îòâåòñòâóþùèõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ôàç) è ïðèñóòñòâèåì â íèõ ó÷àñò-
êîâ ñ ðàçëè÷íîé òî÷å÷íîé ñèììåòðèåé.
Íàèáîëåå ñóùåñòâåííî íà ñòåïåíü êðèñòàëëè÷íî-
ñòè (ñîäåðæàíèå â îáúåìå ïëåíêè ìàòåðèàëà ñ ýëå-
ìåíòàìè ñèììåòðèè, õàðàêòåðíûìè äëÿ êðèñòàëëè-
÷åñêîé ôàçû) è íà îðèåíòàöèþ êðèñòàëëèòîâ âëèÿåò
òåìïåðàòóðà ôîðìèðîâàíèÿ ïëåíîê (ðèñ. 3). Ñòåïåíü
êðèñòàëëè÷íîñòè ïëåíîê èçìåíÿëàñü â ïðåäåëàõ 15,9
�100 îá.% (â ñðàâíèâàåìîì ðÿäó îáðàçöîâ) è óâå-
ëè÷èâàëàñü ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû ïîäëîæêè
ïðè óìåíüøåíèè ñòåïåíè òåêñòóðèðîâàííîñòè. Â èñ-
ñëåäîâàííîì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå 600�1175 Ê
ôîðìèðîâàëàñü àêñèàëüíàÿ òåêñòóðà <111> (ðèñ. 4
[5]), âûñîêàÿ óïîðÿäî÷åííîñòü êîòîðîé ïîäòâåðæäà-
åòñÿ íåáîëüøîé âåëè÷èíîé ðàçîðèåíòàöèè êðèñòàë-
ëèòîâ îòíîñèòåëüíî îñè òåêñòóðû, ðàâíîé 0,8�3,6°,
è ðàñùåïëåíèåì (kα1 è kα2) íà äèôðàêòîãðàììàõ ðåô-
ëåêñà (222)Ir (ðèñ. 3, âñòàâêà). Áîëüøàÿ ðàçíèöà ïàðà-
ìåòðîâ ðåøåòêè Al2O3 è Ir (∆= [1120 ]Al2O3
�[1 10 ]Ir),
ðàâíàÿ 14,1%, ïðåïÿòñòâóåò ïðîÿâëåíèþ ýïèòàêñè-
àëüíîãî ìåõàíèçìà ðîñòà ñ îðèåíòàöèîííûì ñîîò-
íîøåíèåì ïîäëîæêà/ïëåíêà Al2O3(0001)[1120 ]/
Ir(111)[1 10 ].
Ïëåíêè Ir èìåëè ðàçìåð êðèñòàëëèòîâ (îáëàñòåé
êîãåðåíòíîãî ðàññåÿíèÿ ðåíòãåíîâñêèõ ëó÷åé)
Lîêð=260�340 íì (÷òî ñîîòâåòñòâîâàëî òîëùèíå
ïëåíîê, ðàâíîé 290�350 íì), êîòîðûé (â íàïðàâëå-
íèè, ïåðïåíäèêóëÿðíîì ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè)
îïðåäåëÿëè ïî óøèðåíèþ äèôðàêöèîííûõ ïèêîâ
ÑÂ×-òðàêò
Í2
Í2
ÑÍ4
Ïëàçìà
Ïîäëîæêà
Ê íàñîñó
Ñîãëàñóþùåå
óñòðîéñòâî
Â×-ãåíåðàòîð Ñ2Í5ÎÍ+(ÑÍ3Î)3Â
Ðèñ. 2. Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ïîëèêëàñòåð-
íûõ àëìàçíûõ ïëåíîê ìåòîäîì ÑÂ×-ðàçðÿäà
Ðèñ. 4. Ðàñïðåäåëåíèå îðèåíòàöèé äëÿ êðèñòàëëèòîâ ïëåí-
êè Ir íà ïîäëîæêàõ èç Al2O3 îòíîñèòåëüíî êðèñòàëëîãðà-
ôè÷åñêèõ íàïðàâëåíèé
(1
11
)I
r
(2
00
)I
r
(2
20
)I
r
(3
11
)I
r
(2
22
)I
r
3
2
1
10 20 30 40 50 60 70 80 90 2Θ, °
Ðèñ. 3. Ðåíòãåíîâñêèå äèôðàêòîãðàììû (Cu kα-èçëó÷åíèå)
ïëåíîê Ir òîëùèíîé 290�350 íì, ïîëó÷åííûõ íà ïîäëîæ-
êàõ èç Al2O3 ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ:
1 � 925 Ê; 2 � 965 Ê; 3 � 1025 Ê (íà âñòàâêå ïðåäñòàâëåí ó÷àñ-
òîê äèôðàêòîãðàììû, ñíÿòûé ñ âûñîêèì ðàçðåøåíèåì)
È
íò
åí
ñè
âí
îñ
òü
, î
òí
. å
ä.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
52
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
(111)Ir. Ïîâåðõíîñòü ïëåíîê Ir èìååò ãëîáóëÿðíîå
ñòðîåíèå (ðèñ. 5, ñêàíèðóþùèé ìóëüòèìèêðîñêîï
ÑÑÌ 2000-ÒÀÌÎÊ, îñíàùåííûé ïðèñòàâêîé äëÿ
àòîìíî-ñèëîâîé ìèêðîñêîïèè (ÀÑÌ)). Ïðè ýòîì ðàç-
ìåð ãëîáóë, ðàâíûé 50�100 íì, çíà÷èòåëüíî ìåíü-
øå Lîêð. Òàêèì îáðàçîì, êðèñòàëëèòû èìåþò ñòîëá÷à-
òîå (âîëîêíèñòîå) ñòðîåíèå ñ ïðåèìóùåñòâåííûì îðè-
åíòèðîâàíèåì âîëîêîí ïî íàïðàâëåíèþ <111>, ñîîò-
âåòñòâóþùåìó îðèåíòàöèè îñè òåêñòóðû.
Ýëåìåíòíûé ñîñòàâ ïîâåðõíîñòè ïëåíêè Ir òîë-
ùèíîé 180 íì, ñîäåðæàùåé ðåíòãåíîàìîðôíóþ è
êðèñòàëëè÷åñêóþ ôàçû, ïîêàçàë íàëè÷èå ïðèìåñíûõ
àòîìîâ êèñëîðîäà è óãëåðîäà, äèôôóíäèðóþùèõ ïðè
òåìïåðàòóðå ôîðìèðîâàíèÿ è îòæèãà ê ïîâåðõíîñòè
(òàáë. 1, ðàñòðîâûé ýëåêòðîííûé ìèêðîñêîï (ÐÝÌ)
XL-30 PHILIPS ñ ýíåðãîäèñïåðñèîííûì äåòåêòîðîì
SAPPHIRE; àíàëèçèðóåìàÿ ïîâåðõíîñòü î÷èùàëàñü
óëüòðàçâóêîì â ãåïòàíå (C7H16)). Ïåðèîä ðåøåòêè
ïëåíîê Ir ïðåâûøàë òåîðåòè÷åñêèé è ñ ðîñòîì òåì-
ïåðàòóðû ôîðìèðîâàíèÿ îò 925 äî 1025 Ê âîçðàñòàë
îò 0,3845 äî 0,3852 íì � âîçìîæíî, êàê çà ñ÷åò óâå-
ëè÷åíèÿ íåðàâíîâåñíîé êîíöåíòðàöèè ìåæäîóçåëü-
íûõ àòîìîâ êèñëîðîäà è óãëåðîäà, òàê è çà ñ÷åò íå-
êðèñòàëëè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé èðèäèÿ.
Ïëåíêè Ir äî îïðåäåëåííîé òîëùèíû, çàâèñÿùåé
îò óñëîâèé ïîëó÷åíèÿ, èìåëè îñòðîâêîâûé õàðàêòåð,
÷òî îáóñëîâëèâàåò îñîáåííîñòè èõ ñòðîåíèÿ è ýëå-
ìåíòíîãî ñîñòàâà ïîâåðõíîñòè (òàáë. 2, òîëùèíà
ïëåíêè Ir 70 íì).
Íà ïîäëîæêàõ èç MgO (êóáè÷åñêàÿ ñèíãîíèÿ, Oh
5
� Fm3m; à=0,4213 íì) ïîëó÷åíû òåêñòóðèðîâàííûå
ïî <111> è <100> (îäíî- è äâóõêîìïîíåíòíûå àêñè-
àëüíûå òåêñòóðû) ïëåíêè Ir (ðàçîðèåíòàöèÿ êðèñòàë-
ëèòîâ îòíîñèòåëüíî îñåé òåêñòóðû 0,5�2,5°). Ïîâåðõ-
íîñòü ïëåíîê èìååò ãëîáóëÿðíîå ñòðîåíèå ñî ñðåä-
íèì ðàçìåðîì ãëîáóë â ïëîñêîñòè ïîäëîæêè ≈100 íì,
è äî òîëùèíû ≈60�100 íì ïëåíêè èìåëè îñòðîâêî-
âóþ ñòðóêòóðó (ðèñ. 6, ñâåðõó ïðåäñòàâëåíà ïðîôè-
ëîãðàììà ïîâåðõíîñòè ïëåíêè âäîëü ëèíèè, ïðîõî-
äÿùåé ÷åðåç îêðóãëûå âïàäèíû). Íà îòäåëüíûõ ó÷àñò-
êàõ ïîäëîæåê ôîðìèðóåòñÿ îãðàíè÷åííàÿ òåêñòó-
ðà <100> è ïðîÿâëÿåòñÿ îðèåíòàöèîííîå ñîîòíîøå-
íèå MgO(100)[001]/Ir(100)[001], ïðè ýòîì ðàçíèöà ïà-
ðàìåòðîâ ðåøåòêè (∆=[001]MgO�[001]Ir) ñîñòàâëÿëà
8,9% (âçàèìíóþ êðèñòàëëîãðàôè÷åñêóþ îðèåíòàöèþ
ïëåíêè è ïîäëîæêè îïðåäåëÿëè ñ èñïîëüçîâàíèåì
ïðèñòàâêè MPA-2000 ê ðåíòãåíîâñêîìó äèôðàêòî-
ìåòðó).
Ýëåìåíò, ìàñ.% (àò.%)
Îáðàçåö
Al Ñ O Ir
Ïîäëîæêà
72,81
(61,32)
0,13
(0,25)
27,06
(38,43)
�
Ïëåíêà �
0,44
(6,41)
0,38
(4,11)
99,18
(89,48)
Òàáëèöà 1
Ñîñòàâ ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè è ïëåíêè Ir â ñòðóêòóðå
Al2O3/Ir
Ýëåìåíò, ìàñ.% (àò.%)
Al Ñ O Ir
53,37 (54,30) 0,50 (1,13) 24,14 (41,43) 21,99 (3,14)
Òàáëèöà 2
Ñîñòàâ ïîâåðõíîñòè îñòðîâêîâîé ñòðóêòóðû Al2O3 /Ir
íì
20
10
0
0,5 1,0ìêì
150 íì
Ðèñ. 6. Ñòðîåíèå (ÀÑÌ) ïîâåðõíîñòè ïëåíêè Ir, ïîëó÷åí-
íîé íà ïîäëîæêå èç MgO
200 íì
Ðèñ. 5. Ñòðîåíèå ïëåíêè Ir òîëùèíîé 340 íì
íà ïîäëîæêå èç Al2O3
È
íò
åí
ñè
âí
îñ
òü
, î
òí
. å
ä.
0 40 60 80 100 2Θ, °
(1
00
)S
rT
iO
3
(2
00
)S
rT
iO
3
(3
00
)
Sr
T
iO
3
(4
00
)S
rT
iO
3
(2
00
)I
r
(4
00
)I
r
Ðèñ. 7. Ðåíòãåíîâñêàÿ äèôðàêòîãðàììà (Cu kα-èçëó÷åíèå)
ïëåíêè Ir òîëùèíîé 300 íì, ïîëó÷åííîé íà ïîäëîæêå èç
SrTiO3{100} (íà âñòàâêå ïðåäñòàâëåí ó÷àñòîê äèôðàêòî-
ãðàììû, ñíÿòûé ñ âûñîêèì ðàçðåøåíèåì)
104 106 108
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
53
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
Íà ïîäëîæêàõ èç SrTiO3 (êóáè÷åñêàÿ ñèíãîíèÿ;
Oh
1 � Pm3m; à=0,3905 íì) ïðè òåìïåðàòóðàõ 600�
900 Ê ñôîðìèðîâàíû ñèëüíîòåêñòóðèðîâàííûå ïî
<100> (îãðàíè÷åííàÿ òåêñòóðà) ïëåíêè Ir (ðèñ. 7, 8).
Çäåñü ïðîÿâëÿåòñÿ îðèåíòàöèîííîå ñîîòíîøåíèå
SrTiO3(100)[001]/Ir(100)[001], ïðè êîòîðîì ðàçíèöà
ïàðàìåòðîâ ðåøåòêè (∆= [001]SrTiO3
�[001]Ir) ñîñòàâ-
ëÿåò 1,7%. Ó ñôîðìèðîâàííûõ ïëåíîê Ir ðàçîðèåí-
òàöèÿ êðèñòàëëèòîâ îòíîñèòåëüíî îñè [100], ïåðïåí-
äèêóëÿðíîé ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè, íå ïðåâûøàëà
0,5°, à â ïëîñêîñòè, ïàðàëëåëüíîé ïîäëîæêå (îòíî-
ñèòåëüíî íàïðàâëåíèÿ [001]), � 0,8�2,0° (ðèñ. 8).
Òåêñòóðèðîâàííûå ïî <100> ïëåíêè Ir èìåëè
ñòîëá÷àòîå ñòðîåíèå (ðèñ. 8) ñî ñðåäíèì ðàçìåðîì
êðèñòàëëèòîâ â ïëîñêîñòè ïîäëîæêè 150�300 íì
(ðèñ. 9, ÐÝÌ LEO1430) è âûñîòîé, ðàâíîé òîëùèíå
ïëåíêè. Ïñåâäîîãðàíêà êðèñòàëëèòîâ íà ïîâåðõíîñ-
òè ôîðìèðóåìîé ïëåíêè õàðàêòåðíà äëÿ òåêñòóðè-
ðîâàííûõ ïëåíîê ðàçëè÷íûõ ìàòåðèàëîâ, ïîëó÷åí-
íûõ ìàãíåòðîííûì ðàñïûëåíèåì [6]. Ñðåäíåå çíà-
÷åíèå øåðîõîâàòîñòè ïîâåðõíîñòè ïëåíêè Ir (ïåðå-
ïàä âûñîò ðåëüåôà ñëîÿ) ñîñòàâëÿåò Rz≈6 íì (äàí-
íûå ÀÑÌ), ÷òî íå ñâÿçàíî ñ øåðîõîâàòîñòüþ ðàáî-
÷åé ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè èç SrTiO3{100}, ðàâíîé
30 íì.
Ñòðîåíèå ïëåíîê ïîëèêëàñòåðíîãî àëìàçà,
ñôîðìèðîâàííûõ íà Ir
Öåíòðû íóêëåàöèè, ïîëó÷åííûå íà ñëîå Ir áîì-
áàðäèðîâêîé â Â×-ðàçðÿäå èîíàìè âîäîðîäà è óãëå-
âîäîðîäîâ, â îòñóòñòâèå õèìè÷åñêîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ ñ Ir ÿâëÿþòñÿ îñíîâîé äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ óã-
ëåðîäíûõ ÷àñòèö, âûïîëíÿþùèõ ðîëü ñòðîèòåëüíûõ
åäèíèö ïîëèêëàñòåðíûõ àëìàçíûõ ïëåíîê. Áûëî èç-
ó÷åíî ñòðîåíèå îòäåëüíûõ ÷àñòèö è ïîëó÷åííûõ èç
íèõ ïîëèêëàñòåðíûõ ïëåíîê àëìàçà.
Íà ïåðâîì ýòàïå ïðîèñõîäèò ôîðìèðîâàíèå åäè-
íè÷íûõ àãðåãàòîâ íà îñíîâå íàíîêðèñòàëëèòîâ àëìà-
çîïîäîáíîãî óãëåðîäà ãëîáóëÿðíîãî ñòðîåíèÿ (ðèñ. 10,
à), êîòîðûå, ñîåäèíÿÿñü, îáðàçóþò ôðàãìåíòû ïîëè-
êëàñòåðíîé ïëåíêè (ðèñ. 10, á, â). Ðåíòãåíîàìîðô-
íûå êëàñòåðû è àãðåãàòû íå ÿâëÿþòñÿ òîëüêî àëìà-
çîïîäîáíûì óãëåðîäîì, à ïðåäñòàâëÿþò ñìåñü àëìà-
çîïîäîáíîãî óãëåðîäà è êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû àë-
ìàçà ñ ðàçìåðîì íàíîêðèñòàëëèòîâ <1 íì. Ïðè èñ-
ïîëüçîâàíèè ñëîèñòûõ ïîäëîæåê SrTiO3(100)[001]/
Ir(100)[001] áëèçîñòü ïàðàìåòðîâ êðèñòàëëè÷åñêîé
ðåøåòêè Ir è àëìàçà (∆=[001]Ir�[001]Àëìàç ñîñòàâëÿåò
7,1%) íå âëèÿåò íà îðèåíòàöèþ çàðîæäàþùèõñÿ êëàñ-
òåðîâ, à òàêæå ôîðìèðóåìûõ èç íèõ àãðåãàòîâ è ïî-
ëèêëàñòåðíîé ïëåíêè àëìàçà.
Ïîëó÷åííûå àãðåãàòû íà îñíîâå íàíîêðèñòàëëè-
òîâ àëìàçîïîäîáíîãî óãëåðîäà è ôðàãìåíòû ïîëèêëàñ-
Ðèñ. 8. Ðàñïðåäåëåíèå îðèåíòàöèé äëÿ êðèñòàëëèòîâ ïëåí-
êè Ir íà ïîäëîæêå èç SrTiO3{100} îòíîñèòåëüíî êðèñòàë-
ëîãðàôè÷åñêèõ íàïðàâëåíèé
200 íì
Ðèñ. 9. Ñòîëá÷àòîå ñòðîåíèå ïëåíêè Ir íà ïîäëîæêå èç SrTiO3
Ðèñ. 10. Ñòðîåíèå (ÐÝÌ) îòäåëüíîé íàíî÷àñòèöû (à) è
ñêîïëåíèÿ ÷àñòèö (á�ã) çàðîæäàþùèõñÿ ïîëèêëàñòåðíûõ
àëìàçíûõ ïëåíîê, ïîëó÷åííûõ íà ñëîèñòûõ ïîäëîæêàõ èç
SrTiO3/Ir{100} íà ðàçëè÷íûõ ñòàäèÿõ:
à�â � ãëîáóëÿðíîå ôîðìèðîâàíèå (á � ñêîë ïëåíêè); ã � îáðà-
çîâàíèå ýëåìåíòîâ îãðàíêè {100} íà ãëîáóëàõ (ñïðàâà � óâåëè-
÷åííûé ôðàãìåíò)
à) Ir Àëìàçíûé
êëàñòåð
0,2 ìêì
â)
á)
2 ìêì
ã) Àëìàçíûé
êëàñòåð
Ir
2 ìêì 1 ìêì
1 ìêì
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
54
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
òåðíûõ ïëåíîê àëìàçà îäíîòèïíû ñ òåìè, êîòîðûå
íàáëþäàþòñÿ ïðè ôîðìèðîâàíèè ïëåíîê àëìàçà ìå-
òîäîì äóãîâîãî ðàçðÿäà íà íåîðèåíòèðóþùèõ ïîä-
ëîæêàõ [7, 8]. Èçìåíÿÿ ïàðàìåòðû ïðîöåññà îñàæäå-
íèÿ, ìîæíî â øèðîêèõ ïðåäåëàõ ìåíÿòü êîíöåíòðà-
öèþ àëìàçíîé ôàçû â ôîðìèðóåìûõ íàíî÷àñòèöàõ è
àãðåãàòàõ íà îñíîâå àëìàçîïîäîáíîãî óãëåðîäà (îò 0
äëÿ àëìàçîïîäîáíîãî óãëåðîäà äî >90 îá.%). Íà ãëî-
áóëÿðíîé ïîâåðõíîñòè ñ óâåëè÷åíèåì òîëùèíû ñëîÿ
îáðàçóåòñÿ ðàçâåòâëåííàÿ ñèñòåìà âõîäÿùèõ óãëîâ,
ñïîñîáñòâóþùàÿ (ïðè òåõ æå óñëîâèÿõ) ïîâûøåíèþ
ñêîðîñòè ôîðìèðîâàíèÿ, ÷òî ïðîÿâëÿåòñÿ â îãðóáëå-
íèè ñòðîåíèÿ ãëîáóë, ïîêðûòèè èõ ìíîãî÷èñëåííû-
ìè ãðàíÿìè {100} (ðèñ. 10).
Ïîäîáíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñòàäèé îäèíàêîâà
äëÿ ðàçíûõ òåìïåðàòóðíûõ ðåæèìîâ è ìåòîäîâ àê-
òèâàöèè ãàçîâîé ôàçû, íî â çàâèñèìîñòè îò òåìïå-
ðàòóðû ôîðìèðîâàíèÿ ñòàäèè ïîëó÷àþò íåîäèíàêî-
âîå ðàçâèòèå [6]. Ó ïîëèêëàñòåðíîé ïëåíêè àëìàçà
ãëîáóëÿðíîãî ñòðîåíèÿ íàáëþäàåòñÿ âûñîêàÿ êîíöåí-
òðàöèÿ ðåíòãåíîàìîðôíîé ôàçû (äî 100 îá.%). Íà-
ëè÷èå ðåíòãåíîàìîðôíîé ôàçû õàðàêòåðíî äëÿ âñåõ
ïîëó÷åííûõ ïîëèêëàñòåðíûõ ïëåíîê àëìàçà, ïðè
ýòîì åå ñîäåðæàíèå óìåíüøàåòñÿ ñ ðîñòîì òåìïåðà-
òóðû ïîäëîæêè.
Îòäåëüíûå ïîëèêëàñòåðíûå ÷àñòèöû ñ ÿðêî âû-
ðàæåííîé îáúåìíîé òåêñòóðîé èìåþò ñôîðìèðîâàâ-
øèåñÿ ïñåâäîîñè âîñüìîãî ïîðÿäêà è ïñåâäîãðàíè
{100} è {110} (óãîë ìåæäó ãðàíÿìè 135°), ïàðàëëåëü-
íûå îñè âîñüìîãî ïîðÿäêà (ðèñ. 11, à), ïðè ýòîì Lîêð
ïîäîáíûõ ÷àñòèö ñîñòàâëÿåò 70�110 íì. (Èñïîëü-
çóþòñÿ òåðìèíû «ïñåâäîîñü» è «ïñåâäîãðàíè», ïî-
ñêîëüêó îíè îòíîñÿòñÿ ê ýëåìåíòàì ñèììåòðèè àã-
ðåãèðîâàííûõ ÷àñòèö è íå ÿâëÿþòñÿ êðèñòàëëîãðà-
ôè÷åñêèìè ýëåìåíòàìè.)  ðàññìàòðèâàåìûõ ñëó÷à-
ÿõ íà èñõîäíîå ìíîæåñòâî ýëåìåíòîâ ñèììåòðèè
�íàêëàäûâàþòñÿ� ýëåìåíòû ñèììåòðèè àãðåãàòà ñðîñ-
øèõñÿ íàíî÷àñòèö è âîçíèêàåò âòîðè÷íîå (îáúåìíîå)
òåêñòóðèðîâàíèå.
Òàêîé òèï àãðåãàöèè îáúÿñíÿåò è íàáëþäàåìîå
òåêñòóðèðîâàíèå êðèñòàëëèòîâ ïëåíêè íà ïîñëåäó-
þùèõ ýòàïàõ îáðàçîâàíèÿ. ×àñòèöû ñðàñòàþòñÿ, êîí-
òàêòèðóÿ ïñåâäîãðàíÿìè, è îáðàçóþò öåïî÷êè (ðèñ. 11, á,
ñïðàâà ïðåäñòàâëåí óâåëè÷åííûé ôðàãìåíò), ïðè
ýòîì ïðèñîåäèíåíèå ê öåïî÷êå î÷åðåäíîé ÷àñòèöû
ìîæåò óäëèíÿòü öåïî÷êó èëè èçãèáàòü ïîä óãëîì 90
èëè 135° (ðèñ. 11, â). Ôîðìèðîâàíèþ òåêñòóðèðîâàí-
íûõ êîíãëîìåðàòîâ, îáúåäèíÿþùèõ îòäåëüíûå îá-
ðàçîâàâøèåñÿ ïîëèêëàñòåðíûå ÷àñòèöû, ñïîñîáñòâó-
åò èõ ïîäâèæíîñòü èç-çà îòñóòñòâèÿ õèìè÷åñêîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ïëåíêîé Ir, êðèñòàëëîãðàôè÷åñêàÿ
îðèåíòàöèÿ è ðåëüåô êîòîðîé (ðèñ. 11, ã) íå îêàçû-
âàþò âëèÿíèÿ íà òåêñòóðèðîâàííîñòü àëìàçíûõ êëàñ-
òåðîâ è ñôîðìèðîâàííûõ èç íèõ ñòåðæíåé (öåïî-
÷åê). Íàáëþäàåìûå êàðòèíû ñðàñòàíèÿ èçâåñòíû ïî
ìíîãî÷èñëåííûì ðàáîòàì, ïîñâÿùåííûì êðèñòàëëî-
ãðàôè÷åñêèì îñîáåííîñòÿì äâîéíèêîâàíèÿ êóáè÷å-
ñêèõ êðèñòàëëîâ [9, 10].
Îòäåëüíûå çåðíà ïîëèêëàñòåðíîé ïëåíêè àëìàçà
èìåþò ïëàñòèí÷àòîå ñòðîåíèå íåçàâèñèìî îò ñòàäèé
èõ ôîðìèðîâàíèÿ (ñòàäèè îáðàçîâàíèÿ ãðàíåé íà
ãëîáóëàõ è ìàññîâîãî äâîéíèêîâàíèÿ) (ðèñ. 12, à).
Ïðè îïðåäåëåííîé òîëùèíå ñëîÿ, çàâèñÿùåé îò
óñëîâèé ïðîöåññà îñàæäåíèÿ, çàêàí÷èâàåòñÿ ôîðìèðî-
âàíèå àêñèàëüíîé òåêñòóðû òèïà <100>. Â ðàññìàò-
ðèâàåìîì ñëó÷àå ïîääåðæàíèþ âûñîêîé ñêîðîñòè îá-
ðàçîâàíèÿ ïëåíêè ñïîñîáñòâóþò ìíîãî÷èñëåííûå âõî-
äÿùèå óãëû çà ñ÷åò äâîéíèêîâàíèÿ íà ïîâåðõíîñòè
ïëàñòèí {100}. Íàáëþäàåìîå äâîéíèêîâàíèå ïî øïè-
íåëåâîìó çàêîíó (ðèñ. 12, á) ïîçâîëÿåò îáúÿñíèòü îá-
ðàçîâàíèå âòîðè÷íîé òåêñòóðû òèïà <110> (ðèñ. 12, â).
à)
â)
á)
ã)
2 ìêì 10 ìêì 2 ìêì
2 ìêì 0,2 ìêì
Ir Àëìàçíûé
êëàñòåð
Ðèñ. 11. Ñòðîåíèå (ÐÝÌ) íàíîñòðóêòóðèðîâàííûõ ôðàãìåíòîâ çàðîæäàþùèõñÿ ïëåíîê àëìàçà, ïîëó÷åííûõ íà
ñëîèñòûõ ïîäëîæêàõ èç SrTiO3/Ir{100}
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
55
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
Ñ óâåëè÷åíèåì òîëùèíû ïîëèêëàñòåðíûõ ïëåíîê
àëìàçà, ñôîðìèðîâàííûõ íà ñòàäèè ìàññîâîãî äâîé-
íèêîâàíèÿ, ïðîèñõîäèò óêðóïíåíèå çåðåí. Ýëåêòðî-
íîãðàììû è ðåíòãåíîãðàììû, ñíÿòûå ñ ïîëèêëàñòåð-
íûõ ïëåíîê àëìàçà, ïîêàçûâàëè íàëè÷èå òåêñòóðû,
ïðè ýòîì òèï ôîðìèðóþùåéñÿ òåêñòóðû íå çàâèñåë
îò ìàòåðèàëà è êðèñòàëëîãðàôè÷åñêîé îðèåíòàöèè
ïîäëîæêè (ñëîèñòûå ñòðóêòóðû Al2O3/Ir{111}, MgO/
Ir{100} è SrTiO3/Ir{100}).
Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ èìåþò âàæíîå çíà÷å-
íèå äëÿ ïîäáîðà óñëîâèé ñèíòåçà ïîëèêëàñòåðíûõ
ïëåíîê àëìàçà ñ öåëüþ èñïîëüçîâàíèÿ èõ â êîíêðåò-
íûõ óñòðîéñòâàõ. Íàïðèìåð, ïðè èçãîòîâëåíèè
óïðàâëÿþùèõ ñåòîê ÑÂ× ýëåêòðîííûõ ëàìï ñ òåðìî-
êàòîäîì è ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ ñ àâòîýìèññèîí-
íûìè êàòîäàìè äëÿ ñîõðàíåíèÿ ìåõàíè÷åñêîé ïðî÷-
íîñòè òðåáóþòñÿ áåñïîðèñòûå ïëåíêè áåç ïîñòîðîí-
íèõ ôàç. Ýòîìó óñëîâèþ îòâå÷àþò ïîëó÷åííûå íà
ïëåíêàõ Ir ïîëèêëàñòåðíûå àëìàçíûå ïëåíêè, îáðà-
çóþùèåñÿ íà ñòàäèÿõ ãëîáóëÿðíîãî ôîðìèðîâàíèÿ
ïåðâè÷íîé è âòîðè÷íîé àêñèàëüíûõ òåêñòóð.
Ïðèìåíåíèå ïîëèêëàñòåðíûõ àëìàçíûõ ïëåíîê
â óñòðîéñòâàõ ýëåêòðîííîé òåõíèêè
Òåïëîîòâîäû â ãèáðèäíûõ èíòåãðàëüíûõ ñõå-
ìàõ. Ïîëèêëàñòåðíûå àëìàçíûå ïëåíêè (òåïëîïðîâîä-
íîñòü ïðè 303 Ê ñîñòàâëÿåò λò=400�600 Âò/(ì·Ê)),
íàíåñåííûå íà ïîäëîæêè èç W (λò=160 Âò/(ì·Ê)) è
èç W ñ ïëåíêîé Ir òîëùèíîé 300 íì (λò=1,47 Âò/(ì·Ê)),
ïðèìåíÿëè äëÿ îòâîäà òåïëà îò ñôîðìèðîâàííûõ íà
íèõ òîíêîïëåíî÷íûõ ðåçèñòîðîâ (ðèñ. 13). Òîíêîïëå-
íî÷íûå ðåçèñòîðû èç íèõðîìà (ñïëàâ 80%Ni+20%Cr,
0,2�1 ìêì) íàíîñèëè ÷åðåç ìàñêó ìåòîäîì Â×-ìàã-
íåòðîííîãî ðàñïûëåíèÿ íà ìåõàíè÷åñêè ïîëèðî-
âàííûå (Rz=25 íì) ïîâåðõíîñòè ïîëèêëàñòåðíûõ
ïëåíîê àëìàçà.  êà÷åñòâå ïðîâîäíèêîâ ïðèìåíÿ-
ëè îñàæäåííûå ìåòîäîì òåðìè÷åñêîãî èñïàðåíèÿ
÷åðåç ìàñêó ìíîãîñëîéíûå ñòðóêòóðû Cr+Cu+Ni
(0,05+1,2+0,3 ìêì). Àäãåçèÿ ïðîâîäíèêîâ è ðåçèñ-
òèâíîãî ñïëàâà ïðåâûøàëà 1 êãñ/ìì2.
Áûëà èññëåäîâàíà çàâèñèìîñòü òåìïåðàòóðû ïå-
ðåãðåâà (Òï) ðåçèñòîðà îò ìàòåðèàëà òåïëîîòâîäÿùåé
ïîäëîæêè (ðèñ. 14). Äëÿ ñðàâíåíèÿ èññëåäîâàíû õà-
ðàêòåðèñòèêè íàøåäøèõ íàèáîëüøåå ïðèìåíåíèå â
ìèêðîýëåêòðîíèêå êåðàìè÷åñêèõ òåïëîîòâîäÿùèõ
ïîäëîæåê � ðàäèîòåõíè÷åñêîé êåðàìèêè ÂÊ94 (94,4%
Al2O3, λò=13,4 Âò/(ì·Ê), òîëùèíà îáðàçöîâ 1 ìì) è
ÂåÎ (λò=170�240 Âò/(ì·Ê), 1 ìì), � à òàêæå ïëåíîê
ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî òåêñòóðèðîâàííîãî ïî <0001>
à) á)
â)
1 ìêì
1 ìêì
1 ìêì
Ðèñ. 12. Ñòðîåíèå (ÐÝÌ) îòäåëüíûõ êëàñòåðîâ (à, á) è ïî-
âåðõíîñòè (â) ïîëèêëàñòåðíîé ïëåíêè àëìàçà, ïîëó÷åííûõ
íà ñëîèñòûõ ïîäëîæêàõ èç SrTiO3/Ir{100}:
à � ôîðìèðîâàíèå ïåðâè÷íîé àêñèàëüíîé òåêñòóðû <100>;
á, â � ìàññîâîå äâîéíèêîâàíèå
Ïðîâîäíèêîâûé ñëîé
(Cr-Cu-Ni)
Ñëîé ðåçèñòèâíîãî
ìàòåðèàëà (Ni-Cr)
Ïëåíêà Ir Ïîäëîæêà (W)Ïîëèêëàñòåðíàÿ
àëìàçíàÿ ïëåíêà
à)
á) Ðåçèñòèâíàÿ
ïëåíêà
Ïîëèêëàñòåðíàÿ
àëìàçíàÿ ïëåíêà
4 ìì
Ðèñ. 13. Òåïëîîòâîä â ãèáðèäíîé èíòåãðàëüíîé ñõåìå:
à � ñõåìà ðåçèñòèâíîé ìàòðèöû; á � ôðàãìåíò ÃÈÑ ñ ðåçèñòî-
ðîì ïîâûøåííîé ìîùíîñòè íà òåïëîîòâîäÿùåé ïîäëîæêå
íà îñíîâå ïîëèêëàñòåðíîé ïëåíêè àëìàçà
Ò
åì
ïå
ðà
òó
ðà
ï
åð
åã
ðå
âà
, Ê
50
40
30
20
10
0 5 10 15
Âðåìÿ, ñ
Ðàäèîòåõíè÷åñêàÿ
êåðàìèêà ÂÊ94
W(Mo)/AlN
W/Àëìàç
W/Ir/Àëìàç
BeO
Cu/AlN
Ðèñ. 14. Çàâèñèìîñòü òåìïåðàòóðû ïåðåãðåâà òåïëîîòâî-
äÿùåé ïîâåðõíîñòè îò ìàòåðèàëà ïîäëîæêè è îò ïðîäîë-
æèòåëüíîñòè ðàáîòû ðåçèñòîðà
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
56
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
AlN (λò=200�280 Âò/(ì·Ê)), ïîëó÷åííûõ ìåòîäîì Â×-
ìàãíåòðîííîãî ðåàêòèâíîãî ðàñïûëåíèÿ íà ïîäëîæ-
êàõ èç W, Ìî (λò=135 Âò/(ì·Ê)) è Cu (λò=400 Âò/(ì·Ê))
(ñëîèñòûå ñòðóêòóðû W(Mo)/AlN è Cu/AlN, òîëùè-
íà ñëîåâ 1 ìì/8 ìêì). Òîëùèíà ñëîåâ W/Àëìàç �
1 ìì/86 ìêì, W/Ir/Àëìàç � 1 ìì/0,3 ìêì/30 ìêì.
Ìåíüøèé ïåðåãðåâ (çà 15 ñ) ñòðóêòóðû W/Ir/Àëìàç
(Òï=5,3 Ê) ïî ñðàâíåíèþ ñ W/Àëìàç (Òï=10,4 Ê) ñâÿ-
çàí ñ òåì, ÷òî ïðè ïîëó÷åíèè ïëåíîê àëìàçà íà ïîä-
ëîæêàõ èç W â îáëàñòè êîíòàêòà ôîðìèðóåìîé ïëåí-
êè àëìàçà ñ ïîäëîæêîé îáðàçóþòñÿ ñëîè ìîíîêàðáè-
äà âîëüôðàìà (WC, λò=29,3 Âò/(ì·Ê)) è êàðáèäà äè-
âîëüôðàìà (W2C, λò=29,3 Âò/(ì·Ê)), ñîñòàâëÿþùèå
äî 40% îáúåìà îñàæäàåìîé ïëåíêè àëìàçà.
Ðåçèñòîð, ñôîðìèðîâàííûé íà ïîëèêëàñòåðíîé
àëìàçíîé ïëåíêå, áûë óñòàíîâëåí â ôóíêöèîíàëüíîì
óçëå, âûïîëíÿþùåì ðîëü ãåíåðàòîðà êîðîòêèõ èìïóëü-
ñîâ ìîùíîñòüþ äî 1 êÂò, äëèòåëüíîñòüþ 1�10 ìêñ ñî
ñêâàæíîñòüþ 100�500, èñïîëüçóåìîãî äëÿ ìîäóëÿ-
öèè Â×-ñèãíàëà (ðèñ. 13, á).
Óïðàâëÿþùèå ñåòêè ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ.
Ïðè èçãîòîâëåíèè ìîùíûõ ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ
(ÑÂ× ýëåêòðîííûõ ëàìï ñ òåðìîêàòîäîì è ýëåêòðîí-
íûõ ïðèáîðîâ ñ àâòîýìèññèîííûìè êàòîäàìè) ìàòå-
ðèàë óïðàâëÿþùåé ñåòêè íå äîëæåí ïåðåãðåâàòüñÿ è
ïðîâèñàòü. Èñïîëüçîâàíèå ñåòêè, èçãîòîâëåííîé èç
ñâîáîäíîé ïîëèêëàñòåðíîé àëìàçíîé ïëåíêè (òâåð-
äîñòü ïî Âèêêåðñó 8400�12200 êãñ/ìì2), ñôîðìè-
ðîâàííîé íà ñëîå Ir, ïîçâîëèëî çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ
øàãà ÿ÷ååê ñåòêè è ïðè ñîõðàíåíèè ìåõàíè÷åñêîé
ïðî÷íîñòè è òåïëîïðîâîäíîñòè ñîêðàòèòü ðàññòîÿ-
íèå «êàòîä�ñåòêà» äî äåñÿòêîâ ìèêðîí è ñíèçèòü
óïðàâëÿþùåå íàïðÿæåíèå, ÷òî, â ñâîþ î÷åðåäü, îáåñ-
ïå÷èëî âûñîêóþ îäíîðîäíîñòü ýìèññèè ïî ïîâåðõ-
íîñòè êàòîäà è òîêîâóþ ïðîçðà÷íîñòü.
Ñåòêà èç ïîëèêëàñòåðíîé àëìàçíîé ïëåíêè (ðèñ. 15)
áûëà èçãîòîâëåíà ìåòîäîì òåðìîõèìè÷åñêîãî òðàâ-
ëåíèÿ (ðàñòâîðèòåëü óãëåðîäà � ñëîé Fe òîëùèíîé
10 ìêì, 1020�1220 Ê, 10�1Ïà). Ïðè èñïîëüçîâàíèè
ôîòîëèòîãðàôèè äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ðèñóíêà íà ñëîå
Fe ïîëó÷åíû ñåòêè ñ øàãîì <5 ìêì [11]. Íåîáõîäè-
ìàÿ ïðîâîäèìîñòü ñåòîê èç ïîëèêëàñòåðíûõ àëìàç-
íûõ ïëåíîê (óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ρ<10�1 Îì·ñì)
äîñòèãàëàñü ëåãèðîâàíèåì áîðîì (ó íåëåãèðîâàííûõ
ïîëèêëàñòåðíûõ àëìàçíûõ ïëåíîê ρ=106�1016 Îì·ñì
â çàâèñèìîñòè îò ñòðîåíèÿ è ðàçìåðà íàíîêëàñòåðîâ).
Ñåòêè âûäåðæèâàëè èìïóëüñíóþ ïëîòíîñòü òîêà â
êàòîäå 1 À/ñì2 ïðè íàïðÿæåíèè 1,5 ê (ñêâàæíîñòü
èìïóëüñîâ 2�5), ÷òî çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäèò ïî-
êàçàòåëè ìåòàëëè÷åñêèõ ñåòîê.
Çàêëþ÷åíèå
Ìàãíåòðîííûì ðàñïûëåíèåì íà ïîäëîæêàõ èç
Al2O3{0001}, MgO{100} è SrTiO3{100} ñôîðìèðî-
âàíû òåêñòóðèðîâàííûå ïî <111> è <100> (àêñèàëü-
íàÿ è îãðàíè÷åííàÿ òåêñòóðû) ïëåíêè Ir òîëùèíîé
20�400 íì. Íà ïëåíêàõ Ir ìåòîäîì ÑÂ×-ðàçðÿäà ñ
Â×-ñìåùåíèåì íà ïîäëîæêîäåðæàòåëå ïðè òåìïåðà-
òóðå ïîäëîæêè 1125�1175 Ê ïîëó÷åíû òåêñòóðèðî-
âàííûå ïîëèêëàñòåðíûå ïëåíêè àëìàçà.
Ïðèìåíåíèå ïîëèêëàñòåðíûõ ïëåíîê àëìàçà ïåð-
ñïåêòèâíî â ñîñòàâå ñëîèñòûõ òåïëîîòâîäîâ (ñòðóê-
òóðû ïîäëîæêà/Ir/ïëåíêà àëìàçà) ïðè ïîâûøåíèè
ìîùíîñòè òîíêîïëåíî÷íûõ ðåçèñòîðîâ.  ýòîì ñëó-
÷àå èñïîëüçóþò ìåòàëëè÷åñêóþ áàçîâóþ ïîäëîæêó
ñ âûñîêîé òåïëîïðîâîäíîñòüþ, óñòàíîâëåííóþ íà
èçîòåðìè÷åñêîì êîðïóñå, à äëÿ èçîëÿöèè ðåçèñòîðà
îò áàçîâîé ïîäëîæêè � ñëîé ïîëèêëàñòåðíîãî àëìà-
çà. Òåïëîîòâîäÿùèå ïîäëîæêè, âêëþ÷àþùèå ñëîé ïî-
ëèêëàñòåðíîãî àëìàçà, ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû òàê-
æå äëÿ îòâîäà òåïëà îò äèîäîâ è òðàíçèñòîðîâ âûñî-
êîé ìîùíîñòè.
Ñåòêè, èçãîòîâëåííûå èç îäíîðîäíûõ ïî ñîñòàâó
ïîëèêëàñòåðíûõ ïëåíîê àëìàçà, ìîãóò íàéòè øèðî-
êîå ïðèìåíåíèå â âàêóóìíûõ ýëåêòðîííûõ ïðèáîðàõ
â êà÷åñòâå òåïëîñòîéêèõ óïðàâëÿþùèõ ýëåêòðîäîâ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Áåëÿíèí À. Ô., Ñàìîéëîâè÷ Ì. È., Æèòêîâñêèé Â. Ä. è äð.
Ôîðìèðîâàíèå ìåòîäàìè ìàãíåòðîííîãî ðàñïûëåíèÿ ïëåíîê àë-
ìàçîïîäîáíûõ ìàòåðèàëîâ è èõ ïðèìåíåíèå â óñòðîéñòâàõ ýëåê-
òðîííîé òåõíèêè // Ñèñòåìû è ñðåäñòâà ñâÿçè, òåëåâèäåíèÿ è ðà-
äèîâåùàíèÿ.� 2003.� ¹ 1�2.� Ñ. 62�78.
2. Áåëÿíèí À. Ô., Ïàùåíêî Ï. Â., Ñåìåíîâ À. Ï. Óñòðîéñòâî
âûñîêî÷àñòîòíîãî ìàãíåòðîííîãî ðàñïûëåíèÿ äëÿ âûðàùèâàíèÿ
òîíêèõ ïëåíîê // Ïðèáîðû è òåõíèêà ýêñïåðèìåíòà.� 1991.�
¹ 3.� Ñ. 220�222.
3. Äâîðêèí Â. Â., Äçáàíîâñêèé Í. Í., Ìèíàêîâ Ï. Â.è äð. Èñ-
ïîëüçîâàíèå îïòè÷åñêîé ýìèññèîííîé ñïåêòðîñêîïèè äëÿ êîíòðîëÿ
ñîñòàâà ïëàçìû â ïðîöåññàõ îñàæäåíèÿ óãëåðîäíûõ ïëåíîê â ÑÂ×
ðàçðÿäå // Ôèçèêà ïëàçìû.� 2003.� Ò. 29, ¹ 9.� Ñ. 851�857.
4. Äâîðêèí Â. Â., Äçáàíîâñêèé Í. Í., Ïàëü À. Ô. è äð. Èñ-
ïîëüçîâàíèå óëüòðàäèñïåðcíîãî íàíîàëìàçà äëÿ ñåëåêòèâíîãî
îñàæäåíèÿ ëåãèðîâàííûõ áîðîì àëìàçíûõ ïëåíîê // Ôèçèêà òâåð-
äîãî òåëà.� 2004.� Ò. 46, âûï. 4.� Ñ. 710�713.
5. Áàáàä-Çàõðÿïèí À. À., Êóçíåöîâ Ã. Ä. Òåêñòóðèðîâàííûå
âûñîêîòåìïåðàòóðíûå ïîêðûòèÿ.� Ì.: Àòîìèçäàò, 1980.
6. Ñàìîéëîâè÷ Ì. È., Áåëÿíèí À. Ô. Ôîðìèðîâàíèå íàíî-
ñòðóêòóðèðîâàííûõ ïëåíîê àìàçîïîäîáíûõ ìàòåðèàëîâ. ×àñòü 1, 2
// Íàíî- è ìèêðîñèñòåìíàÿ òåõíèêà.� 2006.� ¹ 7, ñ. 21�34;
¹ 8, ñ. 14�25.
7. Ñàìîéëîâè÷ Ì. È., Áåëÿíèí À. Ô., Æèòêîâñêèé Â. Ä., Áàã-
äàñàðÿí À. Ñ. Íàíîñòðóêòóðíûå óãëåðîäíûå ìàòåðèàëû â òîíêî-
ïëåíî÷íîé òåõíîëîãèè // Èíæåíåðíàÿ ôèçèêà.� 2004.� ¹ 1.�
Ñ. 33�39.
8. Belyanin A. F., Samoilovich M. I. Nanostructured carbon
materials in thin film technology // Nanostructured thin films and nano-
dispersion strengthened coatings // Series: NATO Science. Series II:
Mathematics, Physics and Chemistry.� 2004.� Vol. 155. E-book.�
P. 77�90.
9. Randle V. The measurement of grain bondary geometry.�
Bristol & Philadelphia: Pergamon Press, 1993.
10. Sutton A. P., Balluffi R. W. Interfaces in crystalline mate-
rials.� Oxford: Univ. Press, 1996.
11. Äçáàíîâñêèé Í. Í., Ìèíàêîâ Ï. Â., Ïèëåâñêèé À. À. è äð.
Ñèëüíîòî÷íàÿ ýëåêòðîííàÿ ïóøêà íà îñíîâå àâòîýìèññèîííîãî
êàòîäà è àëìàçíîé ñåòêè // Æóðíàë òåõíè÷åñêîé ôèçèêè.� 2005.�
Ò. 75, âûï. 10.� Ñ. 111�114.
Ðèñ. 15. Ñåòêà (ÐÝÌ) ñ øàãîì 40 ìêì, èçãîòîâëåííàÿ èç
ñâîáîäíîé ïîëèêëàñòåðíîé ïëåíêè àëìàçà òîëùèíîé
20 ìêì (ñïðàâà � óâåëè÷åííûé ôðàãìåíò)
50 ìêì 10 ìêì
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52895 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-26T00:09:38Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Белянин, А.Ф. Паль, А.Ф. Самойлович, М.И. Суетин, Н.В. Дзбановский, Н.Н. Митин, В.С. Пащенко, П.В. Тимофеев, М.А. 2014-01-08T22:10:54Z 2014-01-08T22:10:54Z 2007 Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза / А.Ф. Белянин, А.Ф. Паль, М.И. Самойлович, Н.В. Суетин, Н.Н. Дзбановский, В.С. Митин, П.В. Пащенко, М.А. Тимофеев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 6. — С. 50-56. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52895 Исследованы пленки Ir и алмаза в зависимости от условий получения. Рассмотрено применение поликластерных пленок алмаза в качестве теплоотводов ГИС и управляющих сеток электронных приборов. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Технологические процессы и оборудование Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза Формування наноструктурованих плівок ірідія та полікластерного алмазу Formation of nanostructured iridium and polycluster diamond films Article published earlier |
| spellingShingle | Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза Белянин, А.Ф. Паль, А.Ф. Самойлович, М.И. Суетин, Н.В. Дзбановский, Н.Н. Митин, В.С. Пащенко, П.В. Тимофеев, М.А. Технологические процессы и оборудование |
| title | Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза |
| title_alt | Формування наноструктурованих плівок ірідія та полікластерного алмазу Formation of nanostructured iridium and polycluster diamond films |
| title_full | Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза |
| title_fullStr | Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза |
| title_full_unstemmed | Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза |
| title_short | Формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза |
| title_sort | формирование наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза |
| topic | Технологические процессы и оборудование |
| topic_facet | Технологические процессы и оборудование |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52895 |
| work_keys_str_mv | AT belâninaf formirovanienanostrukturirovannyhplenokiridiâipoliklasternogoalmaza AT palʹaf formirovanienanostrukturirovannyhplenokiridiâipoliklasternogoalmaza AT samoilovičmi formirovanienanostrukturirovannyhplenokiridiâipoliklasternogoalmaza AT suetinnv formirovanienanostrukturirovannyhplenokiridiâipoliklasternogoalmaza AT dzbanovskiinn formirovanienanostrukturirovannyhplenokiridiâipoliklasternogoalmaza AT mitinvs formirovanienanostrukturirovannyhplenokiridiâipoliklasternogoalmaza AT paŝenkopv formirovanienanostrukturirovannyhplenokiridiâipoliklasternogoalmaza AT timofeevma formirovanienanostrukturirovannyhplenokiridiâipoliklasternogoalmaza AT belâninaf formuvannânanostrukturovanihplívokírídíâtapolíklasternogoalmazu AT palʹaf formuvannânanostrukturovanihplívokírídíâtapolíklasternogoalmazu AT samoilovičmi formuvannânanostrukturovanihplívokírídíâtapolíklasternogoalmazu AT suetinnv formuvannânanostrukturovanihplívokírídíâtapolíklasternogoalmazu AT dzbanovskiinn formuvannânanostrukturovanihplívokírídíâtapolíklasternogoalmazu AT mitinvs formuvannânanostrukturovanihplívokírídíâtapolíklasternogoalmazu AT paŝenkopv formuvannânanostrukturovanihplívokírídíâtapolíklasternogoalmazu AT timofeevma formuvannânanostrukturovanihplívokírídíâtapolíklasternogoalmazu AT belâninaf formationofnanostructurediridiumandpolyclusterdiamondfilms AT palʹaf formationofnanostructurediridiumandpolyclusterdiamondfilms AT samoilovičmi formationofnanostructurediridiumandpolyclusterdiamondfilms AT suetinnv formationofnanostructurediridiumandpolyclusterdiamondfilms AT dzbanovskiinn formationofnanostructurediridiumandpolyclusterdiamondfilms AT mitinvs formationofnanostructurediridiumandpolyclusterdiamondfilms AT paŝenkopv formationofnanostructurediridiumandpolyclusterdiamondfilms AT timofeevma formationofnanostructurediridiumandpolyclusterdiamondfilms |