Yugra State University BulletinYugra State University BulletinВестник Югорского государственного университета1816-92282078-9114Yugra State University10723010.18822/byusu20220142-56New materials and technologyНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИResearch ArticleStructural-phase inhomogeneity of aluminum films in multilayer systemsСтруктурно-фазовая неоднородность алюминиевых пленок в многослойных системахSnitovskyYuri P.СнитовскийЮрий Павлович
Belarus

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Micro- and Nanoelectronics

кандидат технических наук, доцент кафедры микро- и наноэлектроники

yu.snitovsky@tut.byBelarusian State University of Informatics and RadioelectronicsБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники1005202218142560905202209052022Copyright ©; 2022, Yugra State UniversityCopyright ©; 2022, Югорский государственный университет2022Yugra State UniversityЮгорский государственный университетhttps://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0https://vestnikugrasu.org/byusu/article/view/107230

The work is devoted to the study of the influence of the sequence of metal layers in two-layer films (Al – 0.5% Ni)/Mo and composition SiO2/Si (111) on the phase composition and structural perfection of Al – 0.5% Ni films. The samples used in the experiment were two-layer metal films (Al – 0.5% Ni)/Mo and Mo/(Al – 0.5% Ni), which were deposited on monosilicon substrates of orientation (111) and composition SiO2/Si (111). The influence of the arrangement of metal layers on the phase composition, crystallographic orientation of aluminum grains and their distribution over the thickness of Al – 0.5% Ni films has been studied. It is shown that the annealing of the Al/Mo/Al system in an oxygen atmosphere significantly affects the density of oxides on the surface of the aluminum film, which is facilitated by the high affinity of aluminum for oxygen and the polymorphism of its compounds with oxygen in a wide temperature range.

Работа посвящена изучению влияния последовательности слоев металла в двухслойных пленках (Al – 0,5 % Ni)/Mo и состава SiO2/Si (111) на фазовый состав и структурное совершенство Al – 0,5 %. Образцы, использованные в эксперименте, представляли собой двухслойные металлические пленки (Al – 0,5 % Ni)/Mo и Mo/(Al – 0,5 % Ni), которые были нанесены на подложки из монокремния ориентации (111) и состава SiO2/Si (111). Исследовано влияние расположения металлических слоев на фазовый состав, кристаллографическую ориентацию зерен алюминия и их распределение по толщине пленок Al – 0,5 % Ni. Показано, что отжиг системы Al/Mo/Al в атмосфере кислорода существенно влияет на плотность оксидов на поверхности алюминиевой пленки, чему способствуют высокое сродство алюминия к кислороду и полиморфизм его соединений с кислородом в широком диапазоне температур.

multilayer coatingsaluminum alloysthin filmspolycrystalline structuresX-ray phase analysissurface annealingмногослойные покрытиясплавы алюминиятонкие пленкиполикристаллические структурырентгенофазовый анализотжиг поверхностиГорелик, С. С. Рекристаллизация металлов и сплавов / С. С. Горелик. – 2-е издание. – Москва : Металлургия, 1978. – 568 с. – Текст : непосредственный.Киселев, В. Ф. Поверхностные явления в полупроводниках и диэлектриках / В. Ф. Киселев. – Москва : Наука, 1970. – 400 с. – Текст : непосредственный.Емельянов, А. В. Реконструкция поверхности кремния и некоторых металлов при адсорбции кислорода / А. В. Емельянов, В. В. Егоркин, Э. П. Бочкарев. – Текст : непосредственный // Доклады АН СССР. – 1985. – Т. 281, № 4. – С. 866–868.Горелик, С. С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ: учебное пособие для вузов по направлению «Материаловедение и технология новых материалов» / С. С. Горелик, Ю. А. Скаков, Л. Н. Расторгуев. – Москва : МИСиС, 1994. – 328 с. – Текст : непосредственный.Распределение текстуры по толщине тонких пленок сплавов алюминия / В. М. Колешко, В. Ф. Белицкий, И. В. Кирюшин [и др.]. – Текст : непосредственный // Поверхность. Физика, химия, механика. – 1987. – № 12. – С. 76–83.Структурно-фазовая неоднородность алюминиевых пленок в многослойных системах / А. Ф. Заико, Ю. П. Снитовский, Т. В. Башун, В. В. Лагун. – Текст : непосредственный // Микроэлектроника. – 1992. – Т. 21, Вып. 2. – С. 78–86.Skinner, B. J. Melanophlogite, a cubic polymorph of silica / B. J. Skinner, D. E. Appleman // American Mineralogist. – 1963. – Vol. 48, № 7-8. – P. 854–867.Zak, L. A contribution to the crystal chemistry of melanophlogite / L. Zak // American Mineralogist. – 1972. – Vol. 57, № 5-6. – P. 779–796.Бакли, Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном воздействии / Д. Бакли. – Москва : Машиностроение, 1986. – 360 с. – Текст : непосредственный.Сенько, С. Ф. Радиационностойкая система металлизации СБИС / С. Ф. Сенько, Ю. П. Снитовский. – Текст : непосредственный // Радиационная физика твердого тела : труды XI межнационального совещания, Севастополь, 25-30 июня 2001 г. – Москва, 2001. – С. 310–311.Sen'ko, S. F. New VLSI Multilevel Metallization Technology Using Polyimide Insulation / S. F. Sen'ko, Yu. P. Snitovskii // Russian Microelectronics. – 2002. – Vol. 31, № 3. – P. 170–178.Сенько, С. Ф. Адгезия пленок полиимида к компонентам изделий микроэлектроники / С. Ф. Сенько, Ю. П. Снитовский. – Текст : непосредственный // Журнал прикладной химии. – 2006. – Т. 79, Вып. 10. – С. 1701–1705.Д'Эрль, Ф. Электромиграция в тонких пленках / Ф. Д’Эрль, Р. Розенберг. – Текст : непосредственный // Физика тонких пленок. Современное состояние исследований и технические применения : пер. с английского ; сборник статей / под редакцией В. В. Сандомирского, А. Г. Ждана. – Москва, 1977. – Т. 7. – С. 284–339.Yoo, S. Effect of the Ti-underlayer microstructure on the texture of Al thin films / S. Yoo, Y-H. Kim, C. S. Yoon // Journal of Vacuum Science and Technology (B). – 2001. – Vol. 19, № 3. – P. 856–858.Структурно-морфологические и электрофизические свойства контактов к кремнию на основе алюминия с барьерными слоями / Е. Л. Сакович, В. П. Лесникова, Л. Я. Портнов [и др.]. – Текст : непосредственный // Поверхность. Физика, химия, механика. – 1994. – № 3. – С. 44–53.Синайский, В. М. Рентгеновская рефлектометрия / В. М. Синайский, В. И. Сиденко. – Текст : непосредственный // Приборы и техника эксперимента. – 1974. – № 6. – С. 5–13.Румак, Н. В. Изучение неоднородности строения термических пленок SiO2 методом полного внешнего отражения рентгеновских лучей / Н. В. Румак, А. Ф. Заико. – Текст : непосредственный // Вестник АН БССР. Серия физико-технических. наук. – 1985. – № 1. – С. 28–32.Прецизионное измерение плотности и толщины маскирующих органических пленок / А. Ф. Заико, Ю. И. Гудименко, И. В. Резников, В. Е. Агабеков. – Текст : непосредственный // Микролитография : тезисы докладов II Всесоюзного семинара. – Черноголовка, 1988. – С. 145.Мельник, В. Л. Определение плотности металлов методами полного внешнего отражения рентгеновских лучей и двойного кристалл-спектрометра / В. Л. Мельник. – Текст : непосредственный // Заводская лаборатория. – 1979 – Т. 45, № 5. – С 429–431.Кремниевые транзисторы КТ909А и КТ909Б с выходной мощностью 20-25 и 40-60 Вт на частоте 500 МГц / В. И. Диковский [и др.]. – Текст : непосредственный // Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы. – 1972. – Вып. 5. – С. 31–41.Химия. Большой энциклопедический словарь / главный редактор И. Л. Кнунянц. – Москва : Большая Российская энциклопедия. – 2000. – 792 с. – Текст : непосредственный.Канье, М. Экспериментальные данные о структуре окисных слоев / М. Канье. – Текст : непосредственный / М. Канье. – Текст : непосредственный // Окисление металлов : перевод с французского : в 2 томах / под редакцией Ж. Бенара. – Москва, 1968. – Т. 1. – С. 366–426.Удар, Ж. Легкие металлы / Ж. Удар, Ж. Пойдасси. – Текст : непосредственный // Окисление металлов перевод с французского : в 2 томах / под редакцией Ж. Бенара. – Москва, 1968. – Т. 2. – С. 311–328.Зависимость состава поверхностных соединений алюминия от его объемных загрязнений и температуры / А. Г. Коваль [и др.]. – Текст : непосредственный // Электронная техника. Сер. 6. Материалы. – 1977. – Вып. 1. – С. 16–24.Румак, Н. В. Влияние температуры отжига на плотность поверхностного слоя пленок алюминия / Н. В. Румак, А. Ф. Заико. – Текст : непосредственный // Доклады АН БССР. – 1986. – Т. 30, № 10. – С. 913–916.Патент SU 1069571, МПК Н01L 21/28 (2006.01). Способ создания металлизации СВЧ-транзисторов : № 343933/25 : заявл. 14.05.1982 : опубл. 10.05.2012 / Гурский Л. И., Заико А. Ф., Румак Н. В. [и др.]. – 1 с. – Текст : непосредственный.Патент SU 1241937, МПК Н01L 21/28 (2006.01). Способ изготовления металлизации интегральных микросхем : № 3805834/25 : заявл. 29.10.1984 : опубл. 10.05.2012 / Гурский Л. И., Снитовский Ю. П., Румак Н. В., Заико А. Ф. – 1 с. – Текст : непосредственный.Бороненко, М. П. Телевизионная измерительная система наносекундного разрешения / М. П. Бороненко, П. Ю. Гуляев. – Текст : непосредственный // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2014. – № 1 (31). – С. 60–64.Измерение скорости и температуры частиц в потоке низкотемпературной плазмы / М. П. Бороненко, И. П. Гуляев, П. Ю. Гуляев, А. Е. Серегин. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2014. – Т. 57, № 3-2. – С. 70–73.Dolmatov, A. V. Investigation of structure formation in thin films by means of optical pyrometry / A. V. Dolmatov, I. V. Milyukova, P. Y. Gulyaev. – DOI 10.1088/1742-6596/1281/1/012010 // Journal of Physics: Conference Series, Saint Petersburg, 14-16.05.2019. – Saint Petersburg : Institute of Physics Publishing, 2019. – P. 012010.Григорьевская, А. А. Компьютерный эксперимент верификации инвариантных свойств Trace-критерия спиновой неустойчивости / А. А. Григорьевская. – Текст : непосредственный // Математика : материалы LIX Международной научной студенческой конференции, Новосибирск, 12-23.02.2021. – Новосибирск : Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 2021. – С. 94–95.Criteria for spin instability based on the node distribution in Trace-transform of the SHS / A. Grigoryevskaya, V. Jordan, I. Shmakov, P. Gulyaev. – DOI 10.1088/1742-6596/1745/1/012065 // Journal of Physics: Conference Series : 6, Samara, 26-29.05.2020. – Samara, 2021. – P. 012065.Цуи, Х. Ж. Сценарии структурообразования в волне горения системы Ni-Al c упрочняющими добавками / Х. Ж. Цуи, А. А. Григорьевская, П. Ю. Гуляев. – DOI 10.17816/byusu20200241-49. – Текст : непосредственный // Вестник Югорского государственного университета. – 2020. – № 2 (57). – С. 41–49.Gulyaev, P. Experimental observation of the instability mode in the combustion wave by the differential chronoscopy method / P. Gulyaev, A. Grigoryevskaya, V. Jordan. – DOI 10.1109/EFRE47760.2020.9241952 // VII International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2020), Virtual, Tomsk, Russia, 14-26.09.2020. – Tomsk : Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020. – P. 1227–1231.Equipment and technologies of air-plasma spraying of functional coatings / V. Kuzmin, I. Gulyaev, D. Sergachev [et al.]. – DOI 10.1051/matecconf/201712901052 // MATEC Web of Conferences, Sevastopol, 11-15.09.2017. – Sevastopol : EDP Sciences, 2017. – P. 01052.Солоненко, О. П. Плазменная обработка и напыление порошков оксидов металлов, состоящих из полых сфер / О. П. Солоненко, И. П. Гуляев, А. В. Смирнов. – Текст : непосредственный // Письма в Журнал технической физики. – 2008. – Т. 34, № 24. – С. 22–27.