Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок

Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок

Применение современных средств компьютерной обработки изображения позволило создать физическую структурную и кластерную модели толстой серебропалладиевой резистивной пленки с учетом как топологических, так и метрических характеристик. Использование Оже-метода сделало возможным идентифицировать харак...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Datum:2001
Hauptverfasser: Стерхова, А.В., Ушаков, П.А., Жарков, П.Н.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2001
Schlagworte:
Материалы электроники
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70830
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:Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок / А.В. Стерхова, П.А. Ушаков, П.Н. Жарков // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 1. — С. 39-43. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70830
record_format dspace
spelling Стерхова, А.В.
Ушаков, П.А.
Жарков, П.Н.
2014-11-15T08:44:45Z
2014-11-15T08:44:45Z
2001
Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок / А.В. Стерхова, П.А. Ушаков, П.Н. Жарков // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 1. — С. 39-43. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
2225-5818
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70830
621.382.8.049.772
Применение современных средств компьютерной обработки изображения позволило создать физическую структурную и кластерную модели толстой серебропалладиевой резистивной пленки с учетом как топологических, так и метрических характеристик. Использование Оже-метода сделало возможным идентифицировать характерные участки микроструктуры толстопленочного резистора (ТПР) по элементному составу с высокой степенью локальности и достоверности. Впервые выявлен бимодальный характер распределения длины проводящих цепочек и длины макросвязей между гранулами проводящей фазы, полученной по кластерной модели, что необходимо для оценки ширины потенциального барьера при проявлении тунельно-барьерного механизма и расстояния между локализованными состояниями для термоактивационного механизма электропроводности ТПР.
ru
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Материалы электроники
Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок
spellingShingle Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок
Стерхова, А.В.
Ушаков, П.А.
Жарков, П.Н.
Материалы электроники
title_short Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок
title_full Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок
title_fullStr Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок
title_full_unstemmed Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок
title_sort методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок
author Стерхова, А.В.
Ушаков, П.А.
Жарков, П.Н.
author_facet Стерхова, А.В.
Ушаков, П.А.
Жарков, П.Н.
topic Материалы электроники
topic_facet Материалы электроники
publishDate 2001
language Russian
container_title Технология и конструирование в электронной аппаратуре
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
format Article
description Применение современных средств компьютерной обработки изображения позволило создать физическую структурную и кластерную модели толстой серебропалладиевой резистивной пленки с учетом как топологических, так и метрических характеристик. Использование Оже-метода сделало возможным идентифицировать характерные участки микроструктуры толстопленочного резистора (ТПР) по элементному составу с высокой степенью локальности и достоверности. Впервые выявлен бимодальный характер распределения длины проводящих цепочек и длины макросвязей между гранулами проводящей фазы, полученной по кластерной модели, что необходимо для оценки ширины потенциального барьера при проявлении тунельно-барьерного механизма и расстояния между локализованными состояниями для термоактивационного механизма электропроводности ТПР.
issn 2225-5818
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70830
citation_txt Методика определения параметров структурной и кластерной моделей толстых резистивных пленок / А.В. Стерхова, П.А. Ушаков, П.Н. Жарков // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 1. — С. 39-43. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT sterhovaav metodikaopredeleniâparametrovstrukturnoiiklasternoimodeleitolstyhrezistivnyhplenok
AT ušakovpa metodikaopredeleniâparametrovstrukturnoiiklasternoimodeleitolstyhrezistivnyhplenok
AT žarkovpn metodikaopredeleniâparametrovstrukturnoiiklasternoimodeleitolstyhrezistivnyhplenok
first_indexed 2025-11-25T09:28:35Z
last_indexed 2025-11-25T09:28:35Z
_version_ 1850511577311084544
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 1 39 ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ À. Â. ÑÒÅÐÕÎÂÀ, ê. ò. í. Ï. À. ÓØÀÊÎÂ, ê. ò. í. Ï. Í. ÆÀÐÊΠÐîññèÿ, Èæåâñêèé ãîñ. òåõíè÷åñêèé óí-ò, Èæåâñêèé ìåõàíè÷åñêèé ç-ä E-mail: offise139@baikal.nc.ru ÌÅÒÎÄÈÊÀ ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈß ÏÀÐÀÌÅÒÐΠÑÒÐÓÊÒÓÐÍÎÉ È ÊËÀÑÒÅÐÍÎÉ ÌÎÄÅËÅÉ ÒÎËÑÒÛÕ ÐÅÇÈÑÒÈÂÍÛÕ ÏËÅÍÎÊ Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 20.07 2000 ã. Îïïîíåíò ê. ô.-ì. í. À. È. ÇÓÄΠÐàçðàáîòàíû ìåòîäû ïîñòðîåíèÿ ñòðóêòóðíîé è êëàñòåðíîé ìîäåëåé è îïðåäåëåíèÿ îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ìèê- ðîñòðóêòóðû òîëñòûõ ïëåíîê. Èçâåñòíî, ÷òî ðåçèñòîðû ïåðâûõ òîëñòîïëåíî÷- íûõ ìèêðîñõåì áûëè âûïîëíåíû íà îñíîâå ñåðåá- ðîïàëëàäèåâûõ ïàñò. Íåñìîòðÿ íà áîëüøîå êîëè÷å- ñòâî íîâûõ ðåçèñòèâíûõ ìàòåðèàëîâ, ýòè ïàñòû ïî- ïðåæíåìó íàõîäÿò øèðîêîå ïðèìåíåíèå, îñîáåííî ïðè èçãîòîâëåíèè âûñîêîíàäåæíûõ è ñòàáèëüíûõ ÃÈÌÑ [1]. Ïî ñòðóêòóðå âñå ðåçèñòèâíûå ìàòåðèàëû îáû÷- íî îòíîñÿòñÿ ê ãåòåðîãåííûì ìíîãîêîìïîíåíòíûì ñèñòåìàì. Âìåñòå ñ òåì èç-çà ñëîæíîñòè òåõíîëîãè- ÷åñêèõ ïðîöåññîâ è ìíîãîêîìïîíåíòíîñòè èñõîäíî- ãî ñîñòàâà èìåþùèåñÿ äàííûå íîñÿò íåîäíîçíà÷- íûé, ïîðîé ïðîòèâîðå÷èâûé õàðàêòåð [2, ñ. 141� 159].  ðÿäå ïóáëèêàöèé [3�6] ìîäåëè ñòðóêòóðû ñòðîÿòñÿ èñõîäÿ íå èç ðåàëüíûõ ïàðàìåòðîâ ïëåíêè, à ãèïîòåòè÷åñêè, â ïðåäïîëîæåíèè îïðåäåëåííîãî òèïà ýëåêòðîïðîâîäíîñòè. Ïðè ýòîì ÷àùå âñåãî ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî ìèêðîñòðóêòóðà ñòåêëà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íåïðåðûâíî-ñåò÷àòóþ ìàòðèöó èç ñòåêëîîáðà- çóþùèõ îêèñëîâ (SiO2, Â2Î3, ÐÜÎ), â êîòîðîé â ïðîöåññå âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî îòæèãà ÷àñòèöû ìåëêîäèñïåðñíîãî ïîðîøêà ôóíêöèîíàëüíîãî íàïîë- íèòåëÿ (ñåðåáðà, ïàëëàäèÿ, èíäèÿ) ðàñïðåäåëåíû ðàâ- íîìåðíî èëè êâàçèðàâíîìåðíî [3, 7].  äàííîé ðàáîòå ðàññìîòðåí ïîäõîä ê ôîðìèðî- âàíèþ ñòðóêòóðíîé è êëàñòåðíîé ìîäåëåé òîëñòîé ñåðåáðîïàëëàäèåâîé ðåçèñòèâíîé ïëåíêè ñ èñïîëü- çîâàíèåì ýëåêòðîííîé Îæå-ñïåêòðîñêîïèè è îïðî- áîâàíà ìåòîäèêà îöåíêè ïàðàìåòðîâ ìèêðîñòðóêòó- ðû � òàêèõ êàê ðàçìåðû ãðàíóë ïðîâîäÿùåé ôàçû ïëåíêè, ðàññòîÿíèÿ ìåæäó ÷àñòèöàìè è äðóãèå. Îáúåêòîì ìîäåëèðîâàíèÿ ñëóæèëà ðåçèñòèâíàÿ ïëåíêà òîëùèíîé 25 ìêì, èçãîòîâëåííàÿ ïî ñòàíäàð- òíîé òîëñòîïëåíî÷íîé òåõíîëîãèè âæèãàíèÿ ñåðåá- ðîïàëëàäèåâîé ïàñòû íà îñíîâå ñâèíöîâîáîðîñèëè- êàòíîãî ñòåêëà ìàðêè 660à. Íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåíà ìèêðîôîòîãðàôèÿ ïî- âåðõíîñòè ðåàëüíîé ñòðóêòóðû ñêîëà òîëñòîïëåíî÷- íîãî ðåçèñòîðà, ïîëó÷åííàÿ âî âòîðè÷íûõ ýëåêòðî- íàõ íà Îæå-ñïåêòðîìåòðå «Äæàìï-10C». Íà íåé õî- ðîøî ðàçëè÷èìû ÷åðíûå è áåëûå ó÷àñòêè íà ñåðîì ôîíå, ñðåäè êîòîðûõ áîëåå êðóïíûå ïî ðàçìåðàì îáëàñòè, êàê ïðàâèëî, èìåþò ïðîèçâîëüíóþ ôîðìó, â òî âðåìÿ êàê ñôåðè÷åñêàÿ ôîðìà ïðèñóùà ïðåèìó- ùåñòâåííî ÷àñòèöàì ìàëûõ ðàçìåðîâ. Îäíàêî ïîñòðîåíèå ôèçè÷åñêîé ìîäåëè ñòðóêòóðû ïëåíêè, àäåêâàòíîé èññëåäóåìîìó îáúåêòó, íåïîñðåäñòâåí- íî ïî ìèêðîôîòîãðàôèè íå ïðåäñòàâëÿëîñü âîçìîæíûì áåç ìíîãîêðàòíîãî äîïîëíèòåëüíîãî óâåëè÷åíèÿ è âûäå- ëåíèÿ õàðàêòåðíûõ îáëàñòåé èññëåäóåìîé ïîâåðõíîñòè è, êðîìå òîãî, íåîáõîäèìî áûëî ñîîòíåñòè èõ ñ ýëåìåíò- íûì ñîñòàâîì ïëåíêè. Áûëè èñïîëüçîâàíû äâà ñïîñîáà êîìïüþòåðíîé îáðàáîòêè. Íà ðèñ. 2, à äàí âèä èññëåäó- åìîé ïîâåðõíîñòè èçëîìà ïîñëå êîìïüþòåðíîãî ïðåîá- ðàçîâàíèÿ èçîáðàæåíèÿ ñ ðåçêèì âûäåëåíèåì êîíòóðà ãðàíèö õàðàêòåðíûõ ÷åðíûõ ó÷àñòêîâ. Ôðàãìåíò îáùåãî âèäà èçîáðàæåíèÿ ïîñëå ïÿòèêðàòíîé ãðàäàöèè ïî ñòåïå- íè ïî÷åðíåíèÿ ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 2, á. Ýòî ñäåëàëî âîç- ìîæíûì çàôèêñèðîâàòü èõ ôîðìó è êîîðäèíàòû ðàñïî- ëîæåíèÿ ó÷àñòêîâ â ïëîñêîñòè ñ äîñòàòî÷íî áîëüøîé òî÷- íîñòüþ, îäíîçíà÷íî è äîñòîâåðíî, ÷òî ìàêñèìàëüíî ïðè- áëèçèëî ñîçäàâàåìóþ ìîäåëü ê ðåàëüíîìó îáúåêòó. Ïîýëåìåíòíûé àíàëèç õàðàêòåðíûõ ó÷àñòêîâ ïîâåð- õíîñòè îáðàçöà (÷åðíûõ, áåëûõ è ñåðîãî ôîíà) â ñèëó èõ ìàëîãî ðàçìåðà (äîëè ìèêðîìåòðà) áûë âûïîëíåí ìåòîäîì ýëåêòðîííîé Îæå-ñïåêòðîñêîïèè, îáëàäàþùèì âûñîêîé ñòåïåíüþ ëîêàëüíîñòè ýëåêòðîííîãî Îæå-çîí- äà. Ðåãèñòðàöèÿ Îæå-ñïåêòðîâ ïðîâîäèëàñü â äèàïàçî- íå ýíåðãèé 60�600 ýÂ. Ðèñ. 1. Ìèêðîôîòîãðàôèÿ ïîâåðõíîñòè èçëîìà ïëåíêè òîëñòîïëåíî÷íîãî ðåçèñòîðà Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 1 40 ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ Èç àíàëèçà Îæå-ñïåêòðîâ ñëåäóåò, ÷òî ñïåêòð ïðîèç- âîëüíî âûáðàííîãî ÷åðíîãî ó÷àñòêà ñîäåðæèò äîñòàòî÷- íî èíòåíñèâíûå ëèíèè ñåðåáðà, îêèñè ïàëëàäèÿ è îêèñè èíäèÿ ñ ýíåðãèÿìè ñâÿçè (Åñâ) ñîîòâåòñòâåííî 356, 328 è 406 ýÂ, ïîýòîìó îí áûë îòíåñåí ê îáëàñòÿì ñ ìåòàëëè÷åñ- êèì è ïîëóïðîâîäíèêîâûì õàðàêòåðîì ýëåêòðîïðîâîä- íîñòè. Îæå-ñïåêòð áåëîãî ó÷àñòêà ïðåèìóùåñòâåííî ñîñòî- èò èç õîðîøî âûðàæåííîãî ïèêà îêèñè êðåìíèÿ (Åñâ=78 ýÂ) è ìåíüøåãî ïî èíòåíñèâíîñòè ïèêà îêèñè ñâèíöà (Åñâ=99 ýÂ). Ìåòàëëè÷åñêàÿ êîìïîíåíòà â ýòîì ñïåêòðå ïðàêòè÷åñêè íå íàáëþäàåòñÿ, ïîýòîìó áåëàÿ îáëàñòü èäåí- òèôèöèðîâàëàñü êàê íåïðîâîäÿùàÿ îáëàñòü ñàèíöîâî- áîðîñèëèêàòíîãî ñòåêëà. Èíòåðåñíûì ïðåäñòàâëÿåòñÿ Îæå-ñïåêòð ìåæãðàíó- ëÿðíîé ïðîñëîéêè ñåðîãî ôîíà. Íàëè÷èå â óêàçàííîé îáëàñòè è äèýëåêòðè÷åñêîé, è ïðîâîäÿùåé ôàç ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíî äèôôóçèåé ìåòàëëà â ñòåêëî [6] â ïðîöåññå âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî îòæèãà (605°Ñ) ðåçèñòèâíîé ïàñ- òû, â èñõîäíûé ìîìåíò ñîñòîÿùåé èç ìåõàíè÷åñêîé ñìå- ñè ìåëêîäèñïåðñíîãî ïîðîøêà ïðîâîäÿùåé ôàçû è ÷àñ- òèö ñòåêëà (ðàçìåðû ÷àñòèö èñõîäíûõ ìàòåðèàëîâ 0,1� 0,5 è 1�5 ìêì, ñîîòâåòñòâåííî) ïðè õîðîøåé ñìà÷èâàå- ìîñòè ÷àñòèö ðàñïëàâëåííûì ñòåêëîì. Òàêèì îáðàçîì, èäåíòèôèêàöèÿ õàðàêòåðíûõ ó÷à- ñòêîâ ïî êðèòåðèþ ñîäåðæàíèÿ ïðîâîäÿùåé è äèý- ëåêòðè÷åñêèõ ôàç ïîçâîëÿåò ïîñòðîèòü ôèçè÷åñêóþ ìîäåëü ñòðóêòóðû òîëñòîé ïëåíêè ïðè ñëåäóþùèõ ïðåäñòàâëåíèÿõ: ÷åðíûå ó÷àñòêè ñîîòâåòñòâóþò ìå- òàëëè÷åñêèì çåðíàì ïðîâîäÿùåé ôàçû, ñâåòëûå îá- ëàñòè ñîîòíîñÿòñÿ ñ íåïðîâîäÿùåé äèýëåêòðè÷åñêîé ôàçîé ñòåêëà, à ìåæãðàíóëÿðíûå ïðîñëîéêè ìåæäó íèìè ìîæíî îõàðàêòåðèçîâàòü êàê "ïëîõîé" äèýëåê- òðèê ñ ðàçëè÷íîé ñòåïåíüþ ëåãèðîâàíèÿ ñòåêëà ïðî- âîäÿùåé ôàçîé (áîëåå âåðîÿòíî, ñåðåáðîì). Êëàñòåðíàÿ ìîäåëü ìàêðîñâÿçåé ïëåíêè èññëåäó- åìîãî ðåçèñòîðà äàíà íà ðèñ. 3. Ôèçè÷åñêàÿ ñòðóê- òóðíàÿ ìîäåëü ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 4. Îáå ìîäåëè, â ñèëó äîñòàòî÷íî áîëüøîé âûáîðêè, îáåñïå÷èâàþò ñòàòèñòè÷åñêóþ îáðàáîòêó ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèÿ ïàðàìåòðîâ ñòðóêòóðû. Ôîðìàëèçàöèÿ èäåíòèôèöèðîâàííûõ âûøå ýëåìåí- òîâ ñòðóêòóðû áûëà ïðîâåäåíà ïðè ñëåäóþùèõ äîïóùå- íèÿõ: êîíòóðû ÷åðíûõ ó÷àñòêîâ íà ðèñ. 3 çàïîëíåíû ñî- ïðèêàñàþùèìèñÿ çåðíàìè ñôåðè÷åñêîé ôîðìû ðàçíîãî äèàìåòðà; äèýëåêòðè÷åñêèå (áåëûå) îáëàñòè îñòàâëåíû èñõîäíîé (íåïðàâèëüíîé) ôîðìû (íà ðèñóíêå çàøòðè- õîâàíû); ñåðûé ôîí ìåæãðàíóëÿðíûõ ïðîñëîåê óñëîâ- íî íå ïîêàçàí. Ïðàâîìåðíîñòü ïðèíÿòûõ äîïóùåíèé âûòåêàåò èç ðå- àëüíîãî ïðîöåññà ñïåêàíèÿ ÒÏÐ, êîãäà êðóïíûå ÷àñòèöû ðàñïëàâëåííîé ôðèòòû çàñòàâëÿþò ÷àñòèöû ìåëêîäèñïåð- ñíîãî ïîðîøêà (äîëè ìèêðîìåòðà) ñòðóêòóðèðîâàòüñÿ, òî åñòü ñáëèæàòüñÿ â îáúåìå ðàñïëàâëåííîé ìàññû, îáðàçóÿ áîëåå êðóïíûå êðèñòàëëèòû âïëîòü äî "êîìêîâ".  ôèçè÷åñêîé ñòðóêòóðíîé ìîäåëè îöåíêå ïîä- ëåæàëè äèàìåòð, ïåðèìåòð è ïëîùàäü ïðîâîäÿùèõ çåðåí â ãðàíóëàõ (d, P è S, ñîîòâåòñòâåííî), ñóì- ìàðíàÿ ïëîùàäü ÷àñòèö ñòåêëà (Sñ), äëèíà ïðîâîäÿ- ùèõ öåïî÷åê (l), èõ ôîðìà, ïðîñòðàíñòâåííàÿ îðèåí- òàöèÿ è ïëîòíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ.  âåðõíåì óãëó ðèñ. 3 ïðåäñòàâëåíà òèïè÷íàÿ èíòåãðàëüíàÿ ôóíê- öèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ äèàìåòðîâ ïðîâîäÿùèõ çåðåí F(d) ñ îöåíêîé ñðåäíåé ñòàòèñòè÷åñêîé âåëè÷èíû äèàìåòðà ïðîâîäÿùåãî çåðíà ñ ïîãðåøíîñòüþ (d±σ) ñîîòâåòñòâåííî íà óðîâíÿõ 0,5 è 0,84 F(d) (σ � ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå).  òàáë. 1 ñâå- äåíû çíà÷åíèÿ äèàìåòðà, ïåðèìåòðà è ïëîùàäè çåðåí òðåõ ôðàãìåíòîâ (1, 2, 3) è ïîëíîé (4) âûáîðêè. Êàê ñëåäóåò èç ðèñ. 3 è òàáë. 1, íàáëþäàåòñÿ îäíîìîäàëüíûé õàðàêòåð ðàñïðåäåëåíèÿ äèàìåòðîâ ìåòàëëè÷åñêèõ çåðåí ñî ñðåäíåé âåëè÷èíîé 0,3 ìêì Ðèñ. 2. Èçëîì ïëåíêè: à � îáùèé âèä, ïîëó÷åííûé â ðåæèìå âûäåëåíèÿ êîíòóðîâ; á � ôðàãìåíò èçîáðàæåíèÿ ïðè ïÿòèêðàòíîé ãðàäàöèè ïî ñòåïåíè ïî÷åðíåíèÿ à) á) Òàáëèöà 1 Ïàðàìåòðû ïðîâîäÿùèõ çåðåí Íî- ìåð ôðàã- ìåíòà d, ìêì Âûáîð- êà, øò. Ð, ìêì S, ìêì 2 1 0,28±0,22 158 0,88±0,69 0,061±0,048 2 0,28±0,17 119 0,88±0,53 0,061±0,037 3 0,28±0,17 53 0,88±0,53 0,061±1,037 4 0,28±0,22 330 0,88±0,69 0,061±0,0148 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 1 41 ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ Ðèñ. 4. Ôèçè÷åñêàÿ ñòðóêòóðíàÿ ìîäåëü ïëåíêè ðåçèñòîðà F(d) 0,5 0 0,5 0,10 d, ìêì Ðèñ. 3. Êëàñòåðíàÿ ìîäåëü ïëåíêè ðåçèñòîðà: à � ïîëíàÿ ìîäåëü; á � ìîäåëü ñ ïîñëåäíåé çàìêíóòîé ìàêðîñâÿçüþ (l=31) 86 30 3 102 28 35 2 66 14 25 31 26 17 103 35 229 285299 68 38 26 50 83 41 31 36 35 77 24 38 26 58 54524 30 26 30 4 53 62 10155 8 34 34 62 1 5 11 127 11 à) á) 30 3 28 8 25 31 25 17 9 9 26 14 89 9 88 24 26 24 5 430 28 8 1 5 11 11 F(l) 0,5 0,16 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 l, ìêì 1 2 Ðèñ. 5. Ðàñïðåäåëåíèå äëèíû ïðîâîäÿùèõ öåïî÷åê (l) 6 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 1 42 ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ ïðè ìàêñèìàëüíîé âåëè÷èíå çåðíà â ãðàíóëå (d+3σ) äî 1 ìêì, ÷òî õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñ ëèòåðàòóðíûìè äàííûìè [3, ñ. 141]. Îáùàÿ ïëîùàäü äèýëåêòðè÷åñ- êîé (çàøòðèõîâàííîé íà ìîäåëè) îáëàñòè ñîñòàâëÿ- ëà íå áîëåå 1,0�1,2% âñåé ïëîùàäè ôðàãìåíòà. Íà ðèñ. 5 ïóíêòèðíîé ëèíèåé ïðåäñòàâëåíî òè- ïè÷íîå ðàñïðåäåëåíèå äëèíû ïðîâîäÿùèõ öåïî÷åê F(l) äëÿ ïîëíîé âûáîðêè.  îòëè÷èå îò ôóíêöèè F(d), îíî íîñèò áèìîäàëüíûé õàðàêòåð, ïîýòîìó îá- ùàÿ âûáîðêà áûëà ðàçáèòà íà äâå (1 è 2), êàæäàÿ èç êîòîðûõ ïðåäñòàâëåíà ñâîåé ñïëîøíîé ëèíèåé.  ïîíÿòèå «öåïî÷êè» âõîäèëè êàê îòäåëüíûå ñôåðè- ÷åñêèå ÷àñòèöû, òàê è êîíòàêòèðóþùèå ìåæäó ñî- áîé. Äëÿ ïåðâîé âûáîðêè ìàòåìàòè÷åñêîå îæèäàíèå äëèíû öåïî÷êè ñîñòàâèëî â ñðåäíåì 0,3 ìêì, ÷òî ñîâïàëî ñ äèàìåòðîì îäèíî÷íîé ÷àñòèöû. Äëÿ âòî- ðîé âûáîðêè ñðåäíÿÿ äëèíà öåïî÷êè áûëà ïðèìåð- íî â òðè ðàçà áîëüøå. Ìàêñèìàëüíàÿ âåëè÷èíà åäè- íè÷íûõ öåïî÷åê áûëà ïîðÿäêà 10 ìêì. Äëèíà öåïî- ÷åê îöåíèâàëàñü êàê ïî äëèííîé ñòîðîíå ôèçè÷åñ- êîé ìîäåëè (ôðàãìåíòû 1 è 3 â òàáë. 2), òàê è ïî êîðîòêîé (ôðàãìåíòû 2 è 4). Äëÿ ñðàâíåíèÿ: ðàçìåðû ðåçèñòîðà ñîñòàâëÿëè îò 0,5×0,5 ìì äî 3×3 ìì ïðè òîëùèíå ïëåíêè 20� 25 ìêì. Òàêèì îáðàçîì, öåïî÷åê, íàïðÿìóþ ñîåäèíÿ- þùèõ âíåøíèå êîíòàêòíûå ïëîùàäêè ðåçèñòîðà, íå íàáëþäàëîñü. Ïî ôîðìå öåïî÷êè áûëè êàê óäëèíåí- íîé ôîðìû, òàê è â âèäå "êîìêîâ", õîòÿ ìàëûå ðàç- ìåðû äàþò îñíîâàíèå óòâåðæäàòü, ÷òî íàñòîÿùåãî "êîìêîâàíèÿ" â ïðîöåññå ñïåêàíèÿ íå íàáëþäàåòñÿ. Òîïîëîãè÷åñêàÿ êàðòèíà ïîëíîé êëàñòåðíîé ìîäåëè òîëñòîïëåíî÷íîãî ðåçèñòîðà, ïðèâåäåííàÿ íà ðèñ. 4, à, ñîñòîèò èç ìíîæåñòâà ìàêðîñâÿçåé (L), ïðîâåäåííûõ ìåæ- äó âíåøíèìè êîíòàêòàìè ÷åðåç ãðàíóëû ïðîâîäÿùåé ôàçû è ïîñòðîåííûõ ïî ìåòîäó «ëó÷åé è òåíåé» òåîðèè ãðàôîâ [8, ñ. 126]. Ïðè ýòîì ãðàíóëû ïðîâîäÿùåé ôàçû ñòÿíóòû â òî÷êè (óêàçàíî ñòðåëêàìè), à èõ ðàçìåð ó÷òåí â äëèíå êàæäîé ìàêðîñâÿçè, êîòîðûå íà ðèñ. 4, à äàíû â óñëîâ- íûõ åäèíèöàõ íàä êàæäîé ëèíèåé (1 ó. å.=0,0555 ìêì). Ïëîòíîñòü ìàêðîñâÿçåé â êëàñòåðå îïðåäåëåíà ïëîòíîñ- òüþ ðàñïîëîæåíèÿ ïðîâîäÿùèõ ãðàíóë. Ïî òåîðèè ïðûæêîâîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè, îñóùåñòâ- ëÿåìîé ÷åðåç äèýëåêòðè÷åñêèå ïðîñëîéêè, íå âñå ìàêðî- ñâÿçè, óñëîâíî ïðîâåäåííûå îò îäíîãî âíåøíåãî êîíòàê- òà ê äðóãîìó, ÿâëÿþòñÿ ëèíèÿìè òîêà. Çàäà÷à â äàííîì ñëó÷àå ñâîäèòñÿ ê òîìó, ÷òî â êëàñòåðå ðàçðûâàþò îäíó çà äðóãîé ìàêðîñâÿçè, íà÷èíàÿ ñ ìàêñèìàëüíîé, äî òåõ ïîð, ïîêà íå îñòàíåòñÿ åäèíñòâåííàÿ çàìêíóòàÿ ëèíèÿ, êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 4, á. Ðàçîðâàííûå ëèíèè ìàêðîñâÿ- çåé îáðàçóþò "ìåðòâûå" êîíöû, ïî êîòîðûì òîê íå òå÷åò. Èíòåãðàëüíàÿ ôóíêöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ äëèíû ìåæãðàíóëÿðíûõ ïðîñëîåê F(L) èìååò, àíàëîãè÷íî ðèñ. 5, òàêæå áèìîäàëüíûé õàðàêòåð. Ýêñïåðèìåí- òàëüíûå è ðàñ÷åòíûå çíà÷åíèÿ ñâåäåíû â òàáë. 3 ñîîòâåòñòâåííî äëÿ ïåðâîé è âòîðîé âûáîðêè êàæ- äîãî ôðàãìåíòà (çäåñü Lmax=L�+3σ, ∆L=L��Lýêñï). Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî êëàñòåðíàÿ ìîäåëü ñòðîè- ëàñü êàê ïî óçêîé, òàê è ïî øèðîêîé ñòîðîíàì ôðàã- ìåíòîâ. Âî âñåõ ñëó÷àÿõ âûÿâëåíà îáùàÿ çàêîíî- ìåðíîñòü, ñîñòîÿùàÿ â òîì, ÷òî ìàêñèìàëüíàÿ äëèíà Lmax âòîðîé âûáîðêè ôàêòè÷åñêè îïðåäåëÿëà ìî- ìåíò ïîÿâëåíèÿ ïåðâîãî "ìåðòâîãî" êîíöà â ïîëíîé êëàñòåðíîé ìîäåëè (Lýêñï1=127 y. e.), à òåîðåòè÷åñ- êîå çíà÷åíèå ìàêñèìàëüíîé äëèíû Lmax ïåðâîé âû- áîðêè ñîâïàäàëî ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûì çíà÷åíèåì ìàêñèìàëüíîé äëèíû ìàêðîñâÿçè â ïîñëåäíåé çàìê- íóòîé öåïè (Lýêñï1=31 y. e.). Òî÷íîñòü òàêîãî ñîâïà- äåíèÿ, îöåíåííîãî êàê îòíîøåíèå (∆L/L, %), áûëà äîñòàòî÷íî âûñîêà.  òî æå âðåìÿ áèìîäàëüíîñòü çàêîíà ðàñïðåäå- ëåíèÿ âïîëíå ñïðàâåäëèâà ñ ôèçè÷åñêîé òî÷êè çðå- íèÿ � èñõîäÿ èç ïðåäïîëîæåíèÿ î íàëè÷èè òóí- íåëüíî-áàðüåðíîãî ìåõàíèçìà ýëåêòðîïðîâîäíîñòè íà- ðÿäó ñ àêòèâàöèîííûì ìåõàíèçìîì, êàæäûé èç êîòîðûõ îáóñëîâëåí ñâî- èì äèàïàçîíîì ìåæãðàíóëÿðíîé ïðî- ñëîéêè ìåæäó çåðíàìè. Ïðåäñòàâëÿëîñü èíòåðåñíûì ïðî- âåñòè ñðàâíåíèå ïîëó÷åííûõ íàìè íà ðåàëüíîé ñòðóêòóðå ïëåíêè ñòàòèñ- òè÷åñêèõ ðàñïðåäåëåíèé ïî äàííîé ìåòîäèêå ñ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåí- íûì [7; 9, ñ. 26�31] ðàâíîìåðíûì ðàñïðåäåëåíèåì çåðåí ïðîâîäÿùåé ôàçû â ñòåêëÿííîé ôðèòòå. Äëÿ ýòî- ãî áûëî ïðîâåäåíî êîìïüþòåðíîå ìî- äåëèðîâàíèå ðàñïðåäåëåíèÿ ïîëíîé Òàáëèöà 2 Äëèíà ïðîâîäÿùèõ öåïî÷åê l � +σ lmax=l � +3σ Íîìåð ôðàãìåí- òà Íîìåð âûáîð- êè Âûáîð- êà, øò. 1 39 0,39±0,18 0,93 1 2 22 0,86±0,55 2,51 1 32 0,32±0,12 0,68 2 2 9 0,98±0,25 1,73 1 22 0,27±0,09 0,54 3 2 40 0,70±0,28 1,54 1 33 0,28±0,08 0,52 4 2 13 0,67±0,22 1,33 1 126 0,32±0,12 0,68 Âñÿ êàðòèíà 2 77 0,82±0,33 1,82 Òàáëèöà 3 Ìåæãðàíóëÿðíîå ðàññòîÿíèå L � +σ ∆L/L � , % Íîìåð ôðàãìåíòà Íîìåð âûáîðêè Âûáîðêà, øò. Lmax Lýêñï 1 38 0,47±0,39 1,63 2,16 +33,1 1 2 29 2,41±0,58 4,16 4,88 +17,3 1 43 0,64±0,47 2,05 2,11 +3,0 2 2 28 2,77±1,00 5,77 5,88 +1,9 1 38 0,44±0,27 1,26 1,44 +14,3 3 2 47 2,28±1,06 5,45 5,38 –1,3 1 27 0,39±0,50 1,89 1,72 –8,9 4 2 46 2,05±1,11 5,37 4,77 –11,3 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 1 43 ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ âûáîðêè çåðåí ïðîâîäÿùåé ôàçû, ïîëó÷åííîé èç ìàñ- ñèâà ðèñ. 3, ñëåäóÿ ñëó÷àéíîìó è ðàâíîìåðíîìó çà- êîíó ðàñïðåäåëåíèÿ è ïîñëåäóþùåìó ïîñòðîåíèþ êëàñòåðíîé ìîäåëè. Ñòàòèñòè÷åñêàÿ îáðàáîòêà ýêñ- ïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïîêàçàëà, ÷òî îñíîâíûì îò- ëè÷èåì îò ðàñïðåäåëåíèÿ ïîëíîé âûáîðêè, ïðåäñòàâ- ëåííîãî íà ðèñ. 5 (ïóíêòèðíàÿ ëèíèÿ), ÿâëÿåòñÿ îò- ñóòñòâèå áèìîäàëüíîãî õàðàêòåðà çàêîíà ðàñïðåäå- ëåíèÿ êîíòðîëèðóåìûõ ïàðàìåòðîâ òîëñòîïëåíî÷íûõ ðåçèñòîðîâ. *** Òàêèì îáðàçîì, ïðèìåíåíèå ñîâðåìåííûõ ñðåäñòâ êîìïüþòåðíîé îáðàáîòêè èçîáðàæåíèÿ ïîçâîëèëî ñîçäàòü ôèçè÷åñêóþ ñòðóêòóðíóþ è êëàñòåðíóþ ìî- äåëè òîëñòîé ðåçèñòèâíîé ïëåíêè ñ ó÷åòîì êàê òî- ïîëîãè÷åñêèõ, òàê è ìåòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê. Èñïîëüçîâàíèå Îæå-ìåòîäà ñäåëàëî âîçìîæíûì èäåíòèôèöèðîâàòü õàðàêòåðíûå ó÷àñòêè ìèêðîñòðóê- òóðû ÒÏÐ ïî ýëåìåíòíîìó ñîñòàâó ñ âûñîêîé ñòåïå- íüþ ëîêàëüíîñòè è äîñòîâåðíîñòè. Âïåðâûå âûÿâëåí áèìîäàëüíûé õàðàêòåð ðàñïðå- äåëåíèÿ äëèíû ïðîâîäÿùèõ öåïî÷åê è äëèíû ìàêðî- ñâÿçåé ìåæäó ãðàíóëàìè ïðîâîäÿùåé ôàçû, ïîëó- ÷åííîé ïî êëàñòåðíîé ìîäåëè, ÷òî ÿâëÿåòñÿ íåîáõî- äèìûì äëÿ îöåíêè øèðèíû ïîòåíöèàëüíîãî áàðüåðà ïðè ïðîÿâëåíèè òóíåëüíî-áàðüåðíîãî ìåõàíèçìà è îöåíêè ðàññòîÿíèÿ ìåæäó ëîêàëèçîâàííûìè ñîñòîÿ- íèÿìè äëÿ òåðìîàêãèâàöèîííîãî ìåõàíèçìà. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Ïðèìåíåíèå áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ â ìèêðîýëåêò- ðîíèêå // 3àðóáåæíàÿ ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà.� 1992.� ¹ 5�6.� Ñ. 27. 2. Ìàðòþøîâ Ê. È., Çàéöåâ Þ. Â. Òåõíîëîãèÿ ïðî- èçâîäñòâà ðåçèñòîðîâ.� Ì. : Âûñøàÿ øêîëà, 1972. 3. Ansell M. P. Conduction processes in thick film resistors // Electrocomponent Science and Technology.� 1976.� Vol. 3, N 3.� P. 131�151. 4. Pike G., Seager C. Electrical proparties and conduction mechanisme of Ru-based thick-film (cermet) resistors // Appl. Phys.� 1977.� Vol. 48.� P. 5152�5169. 5. Coleman Ì. Thick film materials for hybrids // The Radio and Electronic engineers.� l982.� Vol. 52, N 5.� P. 227�234. 6. Cattaneo A., Cosito N., Forlani P., Prudenziati Ì. Influence of the metal migration from screen-and-fired termination on the electrical characteristics of thick-film resistors // Electrocomponent Science and Technology.� 1977.� Vol. 4, N 3�4.� P. 205�210. 7. Áèðèíà Ã. À., Øàïèðî Í. È., Áàéêîâà Å. Ì., Ñåëèö- êàÿ Í. Ì. Ðàçðàáîòêà ñîñòàâîâ è òåõíîëîãèè ôîðìèðîâà- íèÿ ñâîéñòâ ìåòàëëîñòåêëÿííûõ òîëñòîïëåíî÷íûõ ðåçèñ- òîðîâ ñ ïîìîùüþ ìåòîäîâ ìàòåìàòè÷åñêîé òåîðèè ýêñïå- ðèìåíòà // Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà.� Ñåð. Ðàäèîäåòàëè è ðàäèîêîìïîíåíòû.� 1978.� Âûï. 2.� Ñ. 39�46. 8. Àáðàéòèñ Ë. Á. Àâòîìàòèçàöèÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ òîïîëîãèè öèôðîâûõ èíòåãðàëüíûõ ìèêðîñõåì.� Ì. : Ðàäèî è ñâÿçü,1985. 9. Ìàðòþøîâ Ê. È. Ïðîáëåìû ðåçèñòîðíîãî ìàòåðè- àëîâåäåíèÿ.� Ì. : Âûñøàÿ øêîëà, 1985. 6*

Ähnliche Einträge