Напыленные металлические пленки

Помимо эпитаксиальных монокристаллических пленок, осаждаемых на кристаллические подложки, широко используют в микроэлектронике тонкие поликристаллические и аморфные пленки других материалов. На основе подобных пленок изготавливают не только пассивные, но и активные элементы ИМС, работающие с использованием основных носителей заряда. Для данных целей применяют полупроводниковые (металлические, резистивные, диэлектрические) поликристаллические и аморфные пленки. Последние обычно получают методом вакуумного напыления. Металлические пленки, наносимые на изолирующий слой оксида кремния (IV), служат для создания внутренних соединений элементов ИМС, а также дают возможность осуществлять присоединение электрических выводов к микросхеме. Для этой цели широко применяют материалы на основе золота, никеля, свинца, серебра, хрома, алюминия, а также сплавы систем хром — золото, титан — золото, молибден — золото и некоторые другие. [c.161]

Плавленый кварц и разные сорта боросиликатов, натриевого и свинцового стекла как носители промышленных катализаторов не представляют ценности. Однако они используются в лабораторных исследованиях или в массивном виде как подложка для напыленных металлических пленок, или реже в виде мелкого порошка, на который наносят металлы. [c.54]

НАПЫЛЕННЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПЛЕНКИ [c.138]

На начальных стадиях формирования напыленных металлических пленок индивидуальные трехмерные частицы металла образуются из очень небольших зародышей, содержащих лишь несколько атомов. Будут ли эти зародыши, или атомные агрегаты, двумерными или трехмерными, зависит от количества атомов металла в первичном зародыше и их взаимодействия с носителем. Если энергия взаимодействия атома металла с носителем мала по сравнению с энергией взаимодействия металл— металл, геометрическое строение зародыша определяется максимальным числом взаимодействий металл—металл между соседними атомами. Предположим, что энергия взаимодействия между двумя ближайшими соседями х постоянна и аддитивна. Следовательно, для зародыша Мг энергия диссоциации равна X, для зародыша Мз линейного строения — 2х, для такого же зародыша, имеющего форму равностороннего треугольника,— Зл , для зародыша М4 линейного строения — Зх, для М4 в виде квадрата —4л и для М4 в виде тетраэдра — 6х. Следовательно, наиболее стабильными структурами для Мз и М4 должны быть равносторонний треугольник и тетраэдр соответственно. Тем не менее влияние носителя на геометрию зародыша не всегда можно не учитывать. Например, известно, что некоторые металлы с г. ц. к. структурой, напыленные в виде эпитаксиальных пленок на ионные носители типа поваренной соли, образуют металлические грани (100), параллельные грани(ЮО) подложки. Из этого следует, что квадратное строение для М4 также может быть устойчивым, если взаимодействие с носителем достаточно сильное. Менее четко кристаллографически выраженные носители, по-видимому, оказывают меньшее влияние. Однако к результатам предсказания вероятной геометрии небольших зародышей нужно подходить очень осторожно, так как используемые для этого теоретические модели еще только [c.251]

Рис. 23. Реакционные сосуды для адсорбционных или каталитических исследований напыленных металлических пленок

Известно много разных конструкций микровесов (исчерпывающую сводку см. в работе [148]), однако в адсорбционных исследованиях используются только весы со спиральной пружиной и с крутильно-рычажны-М подвесом (оба типа имеются в продаже) и резонатор из кварцевого кристалла. Микровесы последнего типа отличаются высокой чувствительностью ( 10 —10 2 мкг), однако область их применения невелика, так как они годятся только для таких адсорбентов, которые осаждаются тонким слоем на поверхности кварцевого кристалла (например, напыленных металлических пленок). [c.352]

Методом электронной микроскопии в проходящем свете можно определять размер кристаллитов напыленных металлических пленок большой толщины и поликристаллических образцов массивных металлов. В настоящее время этот вид измерений стал обычным [188, 189] и описан достаточно подробно. [c.367]

Поверхностные потенциалы возникают при образовании на новерхности твердого тела адсорбционных слоев в результате асимметричного распределения электронов на новерхности. Если имеется такое асимметричное распределение, то следует ожидать, что адсорбированные частицы будут обладать дополнительным моментом. Фактически дело обстоит именно так, и имеется прямая связь между поверхностным потенциалом и дипольным моментом. Поверхностный потенциал адсорбированного ксенона измеряется сравнительно легко диодным методом (см. разд. 3.3.5), если в качестве второго электрода в центре колбы с напыленной металлической пленкой поместить небольшой вольфрамовый катод. [c.92]

Во время бомбардировки значительно повреждается структура самых верхних слоев кристалла (вакансии, агрегаты вакансий, выбоины, шероховатости), но отжиг при высоких температурах обычно дает в конце концов поверхности, параллельные плоскостям атомов, из которых состояла поверхность перед бомбардировкой. Практически обычно проводят несколько циклов бомбардировка — откачка — отжиг, причем условия меняются для каждого отдельного кристалла металла или полупроводника. Ионной бомбардировкой очищались также и поверхности диэлектриков [3]. Чистые поверхности окисных полупроводников можно получить окислением напыленной металлической пленки или распылением металла электрода в окислительной атмосфере, но при этом остаются некоторые сомнения относительно стехиометрии их состава. [c.126]

Внутрисхемные соединения. Шероховатость поверхности также оказывает влияние при формировании внутрисхемных соединений компонентов микросхем. Электролитическое осаждение, например, применяется при изготовлении запоминающих устройств с печатным монтажом или для увеличения толщины напыленных металлических пленок. Гарт [41] заметил, что пленки золота, осажденные на грубые поверхности, имеют тенденцию окклюдировать газы, в результате чего получаются пористые пленки переменной толщины [42]. Огромное практическое значение имеет влияние [c.515]

Не подвергавшиеся спеканию. металлические пленки, как правило, непригодны для изучения работы выхода вследствие того, что их электрические свойства определяются микрокристаллитами и отличаются от характеристик, полученных для. массивного металла [28]. Многие пленки показывают расширение параметров решетки на 1—2% [29] и приобретают нормальные металлические свойства только после спекания. Эти структурные изменения обнаруживаются при измерениях работы выхода, показывающих, что работа выхода металлической пленки в процессе спекания возрастает [30]. Напыленная пленка металла, весящая 50 мг, может содержать 10 000 атомных слоев и иметь внутреннюю поверхность, равную примерно 5000 см , а так как для покрытия этой поверхности необходимо 10 молекул (число, значительно превышающее количество газа, адсорбируемого на стенках хорошо обезгаженного сосуда), то можно ожидать, что пленка в течение некоторого времени сохранится незагрязненной [31]. Имеется много доводов в пользу чистоты металлической поверхности, полученной напылением [31]. В частности, найдено следующее а) данные Робертса по теплоте адсорбции на вольфрамовых нитях согласуются с данными Бика [32] для напыленных металлических пленок, так что в обоих случаях были получены, по всей вероятности, одинаковые поверхности, и можно предположить, что обе поверхности были чистыми б) величины поверхности, рассчитанные из данных по физической адсорбции, согласуются с результатами, полученными из хемосорбционных из.мерений, а это было бы невозможным, если бы часть поверхности была загрязнена, ибо величины, определенные по хемосорбции, были бы меньше найденных по физической адсорбции, которая не является специфичной в) было установлено, что величина хемосорбции находится в прямой зависимости от веса пленки, тогда как в случае существенного загрязнения пленок она была бы более заметной для пленки, весящей 5 лгг. че.м, скажем, для пленки весом 50 мг. [c.94]

Полученные напылением металлические пленки представляют собой наиболее интересный тип образцов, применяемых при исследовании каталитических процессов. На эти образцы не распространяются ограничения, вызванные присутствием подложки из кремнезема, в силу которых доступны не все области спектра. Поэтому развитие методов инфракрасной спектроскопии, пригодных для наблюдения спектров молекул, адсорбированных на напыленных пленках, представляет вопрос первостепенной важности. Работ с такого типа образцами проводилось немного, но достаточно для того, чтобы показать, что они возможны и целесообразны. [c.65]

Рис. 13. Реакционный сосуд для микрогравиметрических исследований с напыленной металлической пленкой в качестве геттера, полученной непосредственно в самом приборе (по Родину, в печати).

Напыленные пленки. Напыление металлических пленок в высоком вакууме широко рекомендуется как метод приготовления поверхностей для исследования [107—109]. Целесообразно напылять пленку непосредственно в самом приборе, где предполагается проводить измерения в условиях, обеспечивающих минимальное ее загрязнение. Пленки этого типа обладают обычно значительной величиной поверхности. Однако большой недостаток этих пленок состоит в том, что по сравнению с электролитически отполированными и восстановленными водородом поверхностями структура поверхности этих пленок недостаточно хорошо выражена. Подобное же затруднение возникает вследствие термической нестабильности напыленных пленок. Многие металлические пленки, полученные путем конденсации на твердой подкладке, не стабильны в том отношении, что они могут распадаться на отдельные кристаллы, если атомы на поверхности обладают достаточной подвижностью. На кристаллическую структуру пленки часто сильно влияет природа вещества, применяемого в качестве подкладки, и в некоторых случаях, когда силовое поле вокруг атомов или ионов подкладки оказывается достаточно сильным, наблюдается преимущественная ориентировка [ПО]. В литературе имеется сравнительно мало сведений относительно природы этих сил и их роли в возникновении преимущественной ориентировки [c.88]

Рис. 18. Детали устройства для прямого нагрева электронной бомбардировкой, которое применяется для прецизионного напыления металлических пленок при микрогравиметрических исследованиях (по Родину [109]).

Известно, что теплоты адсорбции азота на напыленных металлических пленках никеля и железа убывают от 10 до [c.118]

Каталитическое разложение аммиака на напыленных металлических пленках. [c.31]

Катализ на напыленных металлических пленках. III. Эффективность некоторых металлов в реакции этана с дейтерием. [Данные о катализе на пленках Zr]. [c.272]

Напыленные металлические пленки, достаточно тонкие, для того чтобы образовывать изолированные металлические кристаллиты, распределенные по поверхности носителя, обсуждаются в гл. 4, иосвященной дисперсным металлическим катализаторам. Непрерывные напыленные металлические пленки приравниваются к массивным металлам, поскольку их форма и структура аналогичны форме и структуре обыкновенной фольги соответствующей толщины. Конечно, толщина пленки достаточна, чтобы металл имел зонную структуру, характерную для образца макроскопических размеров. Однако это не означает, что пленки во всех отношениях неотличимы от обыкновенных массивных металлов. Кроме особой топографии поверхности, которая сильно зависит от предыстории образца, металлические пленки могут обнаруживать некоторую межкристаллитную пористость, влияю- [c.138]

Исследования напыленных металлических пленок [60, 61] показывают, что для некоторых переходных металлов (например, родия, вольфрама, молибдена, кобальта, никеля) быстрая адсорбция кислорода при 77—90 К и давлении около 10 Па ( -lO" мм рт. ст.) ограничена заполнением монослоя с Хт -Достаточно надежно можно считать, что другие благородные металлы VIII группы ведут себя аналогично. Однако поглощение кислорода на железе в этих условиях намного превышает емкость монослоя, так же ведет себя титан. Если кислород адсорбируют при комнатной температуре, в список металлов, адсорбирующих больше монослоя кислорода, кроме железа и титана, входят хром, марганец, тантал, кобальт, никель и ниобий, хотя на благородных металлах быстрое поглощение кислорода все еще ограничено приблизительно монослоем [62]. [c.313]

Кроме исследований Пикеринга и Зкстрома [11], проведенных на напыленных металлических пленках в ячейке с многократным отражением, большинство работ было осуществлено со стеклянными или стеклоподобными материалами либо с катализаторами, нанесенными на стекло. Эти материалы могут применяться в виде тонкораздробленного порошка или массивной, но высокопористой пластинки. [c.15]

Дюбар [53] показал, что кислород и влажный воздух оказывают влияние на полупроводниковые свойства закиси меди при ком натной температуре, но первые систематические исследования адсорбции на окислах таким способом относятся к ближайшему послевоенному периоду. В этой связи привлекла внимание методика Грэя [54, 55], согласно которой окислы для изучения адсорбции и проводимости получали окислением напыленных металлических пленок. Для первых работ была выбрана закись- [c.339]

Существенное затруднение в дифференциации ассоциативного и диссоциативного я-комплексного механизмов состоит в том, чтобы объяснить без привлечения диссоциации, почему обмен на предварительно восстановленной платине между дейтерированным бензолом и другими ароматическими молекулами происходит почти с той же скоростью, что и обмен между ароматическими молекулами и окисью дейтерия на том же самом катализаторе [27]. По той же причине трудно объяснить реакции перераспределения изотопов, протекающие с монодейтерированным бензолом [27, 29] как на предварительно восстановленной платине, так и на напыленных металлических пленках [31]. [c.104]

Опыты по десорбции показали, что молекулы, ответственные за возникновение полос с большими частотами, были менее прочно связаны и удалялись с поверхности при вакуумировании раньше, чем молекулы, ответственные за появление полос с меньшими частотами. Наблюдавшиеся эффекты Эйшенс и сотр. (1956) объяснили неоднородностью поверхности. Более активные центры хемосорбировали окись углерода первыми с более высокими теп-лотами адсорбции, давая мостиковую структуру карбонилов. Менее активные центры заполнялись позднее и давали главным образом линейные карбонильные соединения. Поверхность рассматривали как совокупность групп центров различной энергии, причем в каждой группе центры энергетически однородны. Эта точка зрения была высказана ввиду дискретного характера появления полос поглощения и роста их интенсивности. Было также высказано предположение, что различные центры могут относиться к главным кристаллографическим плоскостям металла. Аналогичная точка зрения была высказана ранее Биком (1945), исходившим не из спектроскопических данных, а из необходимости объяснения каталитической активности напыленных металлических пленок. Предполагалось, что появление высокочастотных полос в области 2070—2050 указывало на то, что все двойные центры, необходимые для образования мостиковой структуры, заполнены, и адсорбция не зависит от типа кристаллической грани. [c.73]

При максимальных концентрациях никеля, использованных Иейтсом и Гёландом, интенсивности полос при 1940 и 2060 см были приблизительно одинаковыми. Для напыленных металлических образцов Блайхолдер (1964а) установил, что низкочастотная полоса поглощения значительно более интенсивна, чем полоса при 2060 см . Оба этих результата подтверждают мнение Блайхолдера о том, что доля центров на углах и ребрах граней ноли-кристаллической поверхности напыленной металлической пленки должна быть значительно выше, чем на образцах металла, восстановленных водородом при повышенных температурах. [c.267]

Известны примеры слабой хемосорбции, которую нельзя отличить от физической адсорбции на основании измерения одних только теплот адсорбции. Полагают, что при высокой степени заполнения поверхности напыленных металлических пленок молекулы водорода хемосорбируются в виде атомов с теплотой адсорбции ниже 2,4 ккал1молъ (см. стр. 26). Такая величина теплоты адсорбции свидетельствует о физической адсорбции молекул, однако способность слабо связанных с поверхностью атомов водорода участвовать в реакциях обмена указывает на хемосорбцию. Подобные затруднения могут иметь место и при анализе результатов спектроскопического анализа. Часто бывает трудно определить (не имея данных других методов), чему соответствует наблюдаемый спектр — физической адсорбции или хемосорбцип. Адсорбция окиси углерода на ряде окислов приводит к появлению [c.362]

Следить за мгновенным искажением нематика можно оптическими методами и.чи изучая различные типы явлений переноса. Нанример. отметим измерения теилопроводности как метод исследования статических искажений. Оказывается, что эти измерения могут служить адекватным способом исследования динамики перехода Фредерикса по следующим соображениям тепловая инерция термопары может быть сделана очень малой, если использовать напыленные металлические пленки, в то время как внутренние временные задержки, связанные с распространением тепла в пленках нематика, будут порядка где й — толщина, а — температуропроводность (отношение теплопроводности к удельной теплоемкости). С другой стороны, как мы увидим, постоянная времени, связанная с исследуемыми ориентационными эффектами, порядка где т] — средняя вязкость, а К — упругая постоянная Франка. Температуропроводность оказывается по крайней мере в 10 раз больше, че.м коэффициент ориентационной диффузии К ц. Таким образом, тепловая инерция пренебрежимо мала. Динамические эксперименты такого типа были проведены недавно Гиопом и Перанским и теоретически разработаны Бро-шаром [50]. [c.216]

Бик [67, 68] показал, что скорость гидрирования этилена на напыленных металлических пленках увеличивается по мере уменьшения теплоты хемо-сорбции водорода или этилена и что скорость этой реакции в некоторой степени зависит от предэкспоненциального множителя, который в свою очередь каким-то образом коррелируется с размером элементарной ячейки отдельного металлического кристалла. Наиболее активным металлом является родий причем показательно, что этот металл обладает наиболее металлическим ( -характером связей. В работах Вика также указывается на существование тесной связи между процентом d-характера металлов и их активностью нри гидрировании этилена. Так как процент ( -характера тесно связан с количеством блин айших соседних атомов в кристаллической решетке металла, то не удивительно, что существует связь (см. разд. 6.3.1) между активностью и параметрами элементарной ячейки кристаллической решетки металла. Некоторые исследования гидрирования этилена в присутствии сплавов Gu/Ni, Pd/ u и Pt/ u показали, что изменение активности катализатора вызывается скорее изменением фактора частоты, чем изменением энергии активации. Влияние электронного фактора на увеличение активности катализатора в явной форме не проявляется. [c.335]

Недавние исследования пленок, полученных вакуумным испарением, подтвердили, что в зародышеобразовании и росте тонки.х пленок важную роль играют заряженные частицы. Например, Чопра [32] показал, что повышенная сплошность тонких термически напыленных металлических пленок получалась в том случае, когда они конденсировались в присутствии электрического поля, приложенного в плоскости под-чожки, Стирлэнд [33] установил, что электронная бомбардировка подложки нз каменной солн, предшествующая конденсации пленок золота, оказывает заметное влияние на проводимость эпитаксиальных пленок. Подложка облучалась электронами с энергией от 9 до 300 В. Согласно [33] пороговая энергия электронной бомбардировки, влияющая на рост пленок, лежит в интервале 12—75 эВ. [c.418]

Однако данные Хик.мотта [33] заставляют принять эти критерии чистоты напыленных. металлических пленок с некоторыми оговорками. Хикмотт получал вольфрамовую пленку напыление.м с вольфрамовой нити, начиная с давления 10 мм рт. ст. в цель-нопаянно.ч стеклянном приборе, предварительно подвергнуто.м тщательному обезгаживанию по методике, которая применяется в ультравысоковакуумных исследованиях. Этот автор обнаружил, что вслед за первоначальным падением давление возра- [c.94]

Улучшение сцепления металлопокрытия достигается также предварительным нанесением на поверхность изделия грунта из полимеризующихся лаков. После напыления металлической пленки (толщина которой 0,05—0,07 мкм), этот же лак наносят на металлопокрытие для предохранения его от истирания и других неблагоприятных внешних воздействий. Для придания покрытию желаемого цвета или имитации металлопокрытия, например под золото или серебро, в состав лака вводят соответствующие красители. [c.110]

Для поддержания постоянной температуры реакции колба с напыленной металлической пленкой погружается в жидкостной термостат. При температурах от —ПО°С до +40° С для этой цели может служить большой сосуд Дьюара с водой, тающим льдом или холодильной смесью, а выше (до 200— 250° С) — обьвчный циркуляционный термостат, заполненный силиконовым маслом. Это обеспечивает постоянство температуры с точностью 0,1° С для интервала от —20 до +100° С и 0,5° С — в остальных случаях. Ленты и нити пластичных металлов нагреваются пропусканием тока. До 750—800° С температура, стабильная в пределах 5°С, определяется с помощью ковар-молибденовой термопары диаметром 50 м.к, приваривае-м ой к образцу. Выше 800° С используют оптический микропирометр, причем яркостная температура пересчитывается в истинную. Ошибка при таком измерении оценивается в 20—30° С. [c.34]

Поликристаллическая фольга. Тонкая металлическая фольга представляет собой тип образца, промежуточный между напыленными в вакууме пленками и монокристаллическими пластинками, так как она обладает лучше выраженной структурой поверхности по сравнению с первыми и большей величиной удельной поверхности, чем вторые. Повидимому, основные трудности, встречающиеся при микрогравиметрическом исследовании образцов, состоят в том, что либо структура поверхности будет недостаточно хорошо выражена, либо величина поверхности будет мала, а следовательно, мала и точность гравиметрического определения. Бик и его сотрудники [78] показали, насколько плодотворными могут быть исследования напыленных металлических пленок они также доказали возможность прецизионных измерений в случае малых поверхностей. Из трех рассматриваемых здесь типов образцов для исследований при помощи вакуумных микровесов наиболее удобно, повидимому, применять металлическую фольгу. Металлическую фольгу толщиной 0,025 мм можно легко изготовить из большинства металлов и сплавов на прокатном станке Зендцимера. Слой физически адсорбированного азота весит около 0,04-10 г см , т. е. приблизительно в пять раз меньше соответствующего монослоя хемо-сорбированного кислорода или окисла металла. Поэтому необходимо либо пользоваться микровесами, позволяющими с приемлемой точностью измерять 0,04 10 г см , либо увеличить приращение веса, т. е. увеличить площадь поверхности до значения, измеряемого имеющимся прибором. Рассмотрим второй возможный способ при условии, что применяются обычные вакуумные микровесы с предельной нагрузкой 1,0 г и порогом чувствительности 1-10 г+10%. Образец весом 1 г, толщиной 0,025 мм при коэффициенте шероховатости, равном 1, будет иметь величину поверхности для алюминия 120 см , для никеля, меди и железа 40 см и для вольфрама 20 см коэффициент шероховатости пред- [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология