| На головну | Бібліотека | ENG | РOС | УКР |
Робочі елементи мікросхем, які отримані на основі з'єднань металів з кремнієм, знаходять широке застосування в сучасній техніці. Силіциди тугоплавких металів в порівнянні з силіцидами інших металів, які традиційно використовуються, мають ряд переваг в плані електрофізичних властивостей, стійкості до дії хімічно активних середовищ.
Технологія отримання дисилицидов металів інтенсивно розвивається і пов'язана з багатьма складнощами. Тому важливо вивчати і удосконалювати принципи отримання таких матеріалів. Не дивлячись на те, що кількість публікацій, присвячених дослідженню тугоплавких металів і їх силіцидів збільшилася за останній час, роботи в цьому напрямі необхідно продовжувати, оскільки закономірність формування фазового складу і структури залежно від технологічних параметрів процесів отримання можна вважати не встановленою повною мірою.
Висхідним матеріалом для виготовлення мікросхем служить спечений сплав на основі дисилицидов молібдену і вольфраму, кінцевий виріб з порошку має форму круглої «мішені». З метою економії матеріалу для виробництва мікросхем залишковий матеріал після відробітку «мішені» використовувався як вторинна сировина для виготовлення нової «мішені». Але при спекании такий матеріал не давав усадки, що негативно позначалося на властивостях виготовлених мікросхем.
Метою даної роботи є розкриття причин, що впливають на появу браку при виробництві мікросхем з порошкового сплаву на основі дисилицидов вольфраму і молібдену.
Для вирішення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі :исследование хімічного складу порошкового сплаву на основі дисилицидов молібдену і вольфраму, проведення рентгеноструктурных досліджень висхідного і переробленого матеріалу, вивчення технології виготовлення виробу методами порошкової металургії.
Для виготовлення круглої «мішені» порошок з дисилицидов вольфраму і молібдену размельчают за допомогою барабанного млина, додають в суміш пластификатор (поливиниловый спирт) і всю цю суміш пресують для отримання заданої форми. Після пресування виріб піддається спеканию. Але при цьому усадка матеріалу не відбувається. Тому проводять повторний помел, грануляцію, пресування і спекание. Готову мішень використовують для виготовлення мікросхем. [1,3] В процесі напилення мікросхеми найбільша витрата речовини «мішені» здійснюється з її центральної частини і тому в центрі мішені з'являється отвір. На малюнку 1 показана мішень до використовування (а) і поле напилення мікросхем (б).
Рисунок 1 - Вид мішени до використання (а) і після використання (б).
Як видно з малюнка 1 в процесі виробництва мікросхем бере участь тільки 20% висхідного матеріалу. З метою економії сировини було вирішене використовувати у виробництві нових мішеней матеріал відпрацьованої мішені. Це підвищило ефективність використовування матеріалу.
На першому етапі проводилися дослідження хімічного складу мішені до використовування і після використовування. На зразках проводився рентгеноспектральний флуоресцентний аналіз за допомогою вакуумного приладу «СПРУТ» по методиці «Зразок з невідомим хімічним складом». Для цього були приготовані «таблетки» з борної кислоти і дисперсного порошку сплаву за допомогою пресу СІ 2-1000 із зусиллям 200кН.
Спектрометр СПРУТ реєструє характеристичні лінії елементів від Sn (21) до U (92), довжини хвиль яких лежать в діапазоні 0,35 - 3,0 А [2].В таблиці 1 приведені результати досліджень хімічного складу.
Таблиця 1 Результати хімічного аналізу початкової та відпрацьованої "мішеней".
| Склад элементів, % мас | W | Mo | Si | Cr | Fe | S |
| Початкова "мішень" | 10,7 | 59,1 | 12,8 | 0,28 | 0,26 | 0,06 |
| Відпрацьована "мішень" | 13,5 | 55,5 | 13,4 | 0,35 | 0,33 | 0,08 |
Як видно з таблиці 1 хімічний склад початкової і відпрацьованої «мішені» розрізняється. Але даний вид аналізу є напівкількісним і дає відомості про приблизну кількість елементів, що містяться, погрішність даного методу складає 5-8%.
На наступному етапі проводилися рентгеноструктурные дослідження. Початковий і відпрацьований зразки піддали рентгеноструктурному аналізу. Було висунуто припущення, що при напиленні плівок з властивостями, що не задовольняють вимогам, було викликане зміною фазового складу порошкового сплаву. Дослідження проводилися на рентгенівському апараті «ДРОН-3». На малюнку 2 приведені рентгенограми початкової і відпрацьованої «мішені».
 |
Рис.2.Рентгенограмми початкової (а) та відпрацьованої (б) "мішеней"
Як видно з малюнка 2 при розшифровці рентгенограм виявилося, що початковий і кінцевий зразок мають однаковий фазовий склад, альфа і бета лінії мають однакове значення кута дифракції. Кристалічні грати дисилицида вольфраму і дисилицида молібдену схожі між собою і тому лінії на рентгенограмі розташовуються поряд. Тобто в процесі напилення плівок не відбувається зміни концентрації елементів і розпаду з'єднань на інші фази. Відмінність полягає в наявності у рентгенограми початкової «мішені» в малих кутках ліній елементів, які не вдалося встановити. Це можуть бути оксиди металів, які утворилися в процесі виготовлення «мішеней». На рентгенограмі відпрацьованої «мішені» ці лінії відсутні унаслідок їх випаровування в процесі напилення мікросхем.Таким чином, при напиленні мікросхем не відбувається зміна хімічного і фазового складу «мішеней» з дисилицидов вольфраму і молібдену.
| На головну | Бібліотека | ENG | РOС | УКР |