Нитрид тантала
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена Мононитрид тантала | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| Информационная карта ECHA | 100.031.613 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Тан | |
| Молярная масса | 194.955 g/mol |
| Появление | черные кристаллы |
| Плотность | 14,3 г/см 3 |
| Температура плавления | 3090 ° C (5590 ° F; 3360 К) |
| нерастворимый | |
| Структура | |
| Шестигранный, л.с.6 | |
| П-62м, №189 | |
| Опасности | |
| точка возгорания | Невоспламеняющийся |
| Родственные соединения | |
Другие катионы | Нитрид ванадия Нитрид ниобия |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Нитрид тантала (TaN) — соединение , нитрид тантала химическое . Существует множество фаз соединений, стехиметрически от Ta 2 N до Ta 3 N 5 , включая TaN.
Тонкая пленка TaN находит применение в качестве диффузионного барьера и изолирующего слоя между медными межсоединениями на задней стороне компьютерных чипов. Нитриды тантала также используются в тонкопленочных резисторах.
Фазовая диаграмма
[ редактировать ]Система тантал- азот азота включает несколько состояний, включая твердый раствор в тантале, а также несколько нитридных фаз, которые могут отличаться от ожидаемой стехиометрии из-за вакансий в решетке. [1] Отжиг богатого азотом «TaN» может привести к превращению в двухфазную смесь TaN и Ta 5 N 6 . [1]
Ta 5 N 6 считается более термически стабильным соединением, хотя в вакууме при 2500 °C он разлагается до Ta 2 N. [1] Сообщалось о разложении в вакууме Ta 3 N 5 через Ta 4 N 5 , Ta 5 N 6 , ε-TaN до Ta 2 N. [2]
Подготовка
[ редактировать ]TaN часто готовят в виде тонких пленок. Методы нанесения пленок включают ВЧ-магнетронно-реактивное распыление, [3] [4] постоянным током (DC) Напыление , [5] Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) путем «сжигания» порошка тантала в азоте. [1] под низким давлением химическое осаждение металлорганических соединений (LP-MOCVD), [6] ионно-лучевое осаждение (IBAD), [7] и электронно-лучевым испарением тантала совместно с ионами азота высокой энергии. [8]
В зависимости от относительного количества N 2 осажденная пленка может изменяться от (ГЦК) TaN до (гексагональной) Ta 2 N по мере уменьшения содержания азота. [4] Также сообщалось о множестве других фаз в результате осаждения, включая ОЦК и гексагональный TaN; шестиугольный Та 5 N 6 ; тетрагональный Та 4 N 5 ; ромбический Ta 6 N 2,5 , Ta 4 N или Ta 3 N 5 . [4] Электрические свойства пленок TaN варьируются от металлического проводника до изолятора в зависимости от относительного соотношения азота, при этом пленки, богатые N, обладают более высоким сопротивлением. [9]
Использование
[ редактировать ]Иногда его используют в производстве интегральных схем для создания диффузионного барьера или «клеевых» слоев между медью или другими проводящими металлами. В случае обработки BEOL (около 20 нм ) медь сначала покрывают танталом, затем TaN с использованием физического осаждения из паровой фазы (PVD); эта медь с барьерным покрытием затем покрывается дополнительным количеством меди с помощью PVD и заполняется медью с электролитическим покрытием перед механической обработкой (шлифовкой/полировкой). [10]
Он также находит применение в тонкопленочных резисторах . [3] Он имеет преимущество перед нихромовыми резисторами в том, что образует пассивирующую оксидную пленку, устойчивую к влаге. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Боровинская, Инна П. (2017). «Нитрид Тантала». Краткая энциклопедия самораспространяющегося высокотемпературного синтеза - история, теория, технология и продукты . стр. 370–371. дои : 10.1016/B978-0-12-804173-4.00150-2 . ISBN 9780128041734 .
- ^ Терао, Нобузо (1971), «Структура нитридов тантала», Японский журнал прикладной физики , 10 (2): 248–259, Bibcode : 1971JaJAP..10..248T , doi : 10.1143/JJAP.10.248 , S2CID 122356023
- ^ Перейти обратно: а б Акаши, Терухиса (2005), «Изготовление тонкопленочного резистора из нитрида тантала с малопеременным сопротивлением», IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines , 125 (4): 182–187, Bibcode : 2005IJTSM.125..182A , doi : 10.1541/ieejsmas.125.182
- ^ Перейти обратно: а б с Заман, Анна; Мелетис, Эфстатиос И. (23 ноября 2017 г.), «Микроструктура и механические свойства тонких пленок TaN, полученных методом реактивного магнетронного распыления», Coatings , 7 (12): 209, doi : 10.3390/coatings7120209
- ^ Лима, Лукас; Морейраа, Милена Д.; Чолдин, Фред; Диниза, Хосе Александр; Дои, Иошиаки (2010), «Нитрид тантала как перспективный затворный электрод для МОП-технологии», ECS Trans. , 31 (1): 319–325, Bibcode : 2010ECSTr..31a.319L , doi : 10.1149/1.3474175 , S2CID 97901262
- ^ Цай, МХ; Сан, SC (1995), "Металлоорганическое химическое осаждение нитрида тантала из паровой фазы третбутилимидотрис(диэтиламидо)танталом для продвинутой металлизации", Appl. Физ. Летт. , 67 (8): 1128, Bibcode : 1995ApPhL..67.1128T , doi : 10.1063/1.114983
- ^ Баба, К.; Хатада, Р.; Удо, К.; Ясуда, К. (2 мая 1997 г.), «Структура и свойства пленок NbN и TaN, полученных методом ионно-лучевого осаждения», Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях, раздел B: Взаимодействие пучка с материалами и атомами , 127–128: 841– 845, Bibcode : 1997NIMPB.127..841B , doi : 10.1016/S0168-583X(97)00018-9
- ^ Энсингер, В.; Киучи, М.; Сато, М. (1995), «Низкотемпературное образование метастабильного кубического нитрида тантала путем конденсации металлов при ионном облучении», Journal of Applied Physics , 77 (12): 6630, Bibcode : 1995JAP....77.6630E , doi : 10.1063/1.359073
- ^ Ким, Деок Ки; Ли, Хон; Ким, Донхван; Ким, Янг Кеун (октябрь 2005 г.), «Электрические и механические свойства тонких пленок нитрида тантала, нанесенных методом реактивного распыления», Journal of Crystal Growth , 283 (3–4): 404–408, Bibcode : 2005JCrGr.283..404K , дои : 10.1016/j.jcrysgro.2005.06.017
- ^ ЛаПедус, Марк (26 июня 2012 г.), «Вызовы для межсетевого соединения» , semiengineering.com
- ^ Ликари, Джеймс Дж.; Энлоу, Леонард Р. (1998), Справочник по технологии гибридных микросхем (2-е изд.), Noyes Publications, § 2.5 Характеристики резисторов из нитрида тантала, стр. 83-4