| На главную | Библиотека | ENG | РУС | УКР |
Микросхемы широко применяются в технике. Рабочие элементы их наносять из соединений металлов с кремнием . Силициды тугоплавких металлов по сравнению с силицидами других металлов, которые традиционно используются, имеют ряд преимуществ в плане электрофизических свойств, стойкости к действию химически активных сред.
Технология получения дисилицидов металлов интенсивно развивается . Она связана со многими сложностями. Поэтому важно изучать и совершенствовать принципы получения таких материалов. Работы в этом направлении необходимо продолжать, так как необходимо знать закономерность формирования фазового состава и структуры, которые зависят от технологических параметров процессов получения .
Исходным материалом для изготовления микросхем является порошковый сплав из дисилицидов молибдена и вольфрама. Готовое изделие из порошка имеет форму круглой "мишени". С целью экономии материала для производства микросхем материал, который остался после использования "мишени" использовался в качестве вторичного сырья для изготовления новой "мишени". Но при спекании такой материал не даёт усадки. Это отрицательно сказывается на свойствах изготовленных микросхем.
Целью данной работы является поиск причин, которые влияют на появление брака при производстве микросхем из порошкового сплава на основе дисилицидов вольфрама и молибдена.
Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи : исследование химического состава порошкового сплава на основе дисилицидов молибдена и вольфрама, проведение рентгеноструктурных исследований исходного и переработанного материала, изучение технологии изготовления изделия методами порошковой металлургии.
Для изготовления круглой "мишени" порошок из дисилицидов вольфрама и молибдена размельчают с помощью барабанной мельницы, добавляют в смесь пластификатор (поливиниловый спирт) и всю эту смесь прессуют для получения заданной формы. После прессования изделие подвергается спеканию. Но при этом усадка материала не происходит. Поэтому проводят повторный размол, гранулирование , прессование и спекание. Готовую мишень используют для изготовления микросхем. [1,3] В процессе напыления микросхемы наибольший расход вещества "мишени" осуществляется из её центральной части и поэтому в центре мишени появляется отверстие. На рисунке 1 показана мишень до использования (а) и поле напыления микросхем (б).
Рисунок 1 - Вид мишени до использования (а) и после использования (б).
Как видно из рисунка 1 в процессе производства микросхем участвует только 20% исходного материала. С целью экономии сырья было решено использовать в производстве новых мишеней материал отработанной мишени. Это повысило эффективность использования материала.
На первом этапе проводились исследования химического состава мишени до использования и после использования. На образцах проводился рентгеноспектральный флуоресцентный анализ с помощью вакуумного прибора "СПРУТ" по методике "Образец с неизвестным химическим составом". Для этого были приготовлены "таблетки" из борной кислоты и дисперсного порошка сплава с помощью пресса СИ 2-1000 с усилием 200кН.
Спектрометр СПРУТ регистрирует характеристические линии элементов от Sn (21) до U (92), длины волн которых лежат в диапазоне 0,35 - 3,0 А [2].В таблице 1 приведены результаты исследований химического состава.
Таблица 1. Результаты химического анализа исходной и отработанной "мишеней".
| Содержание элементов, % масс | W | Mo | Si | Cr | Fe | S |
| Исходная "мишень" | 10,7 | 59,1 | 12,8 | 0,28 | 0,26 | 0,06 |
| Отработанная "мишень" | 13,5 | 55,5 | 13,4 | 0,35 | 0,33 | 0,08 |
Как видно из таблицы 1 химический состав исходной и отработанной "мишени" различается. Но данный вид анализа является полуколичественным и дает сведения о приблизительном количестве содержащихся элементов, погрешность данного метода составляет 5-8%.
На следующем этапе проводились рентгеноструктурные исследования. Исходный и отработанный образцы подвергли рентгеноструктурному анализу. Было выдвинуто предположение, что при напылении пленок со свойствами, не удовлетворяющими требованиям, было вызвано изменением фазового состава порошкового сплава. Исследования проводились на рентгеновском аппарате "ДРОН-3". На рисунке 2 приведены рентгенограммы исходной и отработанной "мишени".В работах В.И. Костюка предложена система со вспомогательным оператором в общем виде. Однако применение данной схемы на практике требует вычисление частных производных, что технически трудно реализуемо. В моей работе предложено перейти от частных производных к производным по времени.
 |
Рис.2.Рентгенограммы исходной (а) и отработанной (б) "мишеней"
Как видно из рисунка 2 при расшифровке рентгенограмм оказалось, что исходный и конечный образец имеют одинаковый фазовый состав, альфа и бета линии имеют одинаковое значение угла дифракции. Кристаллические решетки дисилицида вольфрама и дисилицида молибдена схожи между собой и поэтому линии на рентгенограмме располагаются рядом. То есть в процессе напыления пленок не происходит изменения концентрации элементов и распада соединений на другие фазы. Различие состоит в наличии у рентгенограммы исходной "мишени" в малых углах линий элементов, которые не удалось установить. Это могут быть окислы металлов, которые образовались в процессе изготовления "мишеней". На рентгенограмме отработанной "мишени" эти линии отсутствуют вследствие испарения оксидов в процессе напыления микросхем.Таким образом, при напылении микросхем не происходит изменение химического и фазового состава "мишеней" из дисилицидов вольфрама и молибдена.
| На главную | Библиотека | ENG | РУС | УКР |