Nitrid tantalu - Tantalum nitride

Nitrid tantalu
TaNstructure.jpg
TaNstructure2.jpg
Jména
Ostatní jména
Tantal mononitrid
Identifikátory
3D model (JSmol )
Informační karta ECHA100.031.613 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 234-788-4
Vlastnosti
Opálení
Molární hmotnost194,955 g / mol
Vzhledčerné krystaly
Hustota14,3 g / cm3
Bod tání 3090 ° C (5 590 ° F; 3 360 K)
nerozpustný
Struktura
Šestihranný, hP6
P-62m, č. 189
Nebezpečí
Bod vzplanutíNehořlavé
Související sloučeniny
jiný kationty
Nitrid vanadu
Nitrid niobu
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Nitrid tantalu (TaN) je a chemická sloučenina, a nitrid z tantal. Existuje několik fází sloučenin, stechimetricky z Ta2N do Ta3N5, včetně TaN.

Jako tenký film TaN najde použití jako difúzní bariéra a izolační vrstva mezi měděnými propojovacími prvky v zadní konec řádku počítačových čipů. Nitridy tantalu se také používají v tenkovrstvých rezistorech.

Fázový diagram

Tantalo - dusík systém zahrnuje několik stavů včetně dusíku pevný roztok v tantalu, stejně jako několik nitridových fází, které se mohou lišit od očekávané stechiometrie v důsledku mřížových volných míst.[1] Žíhání „TaN“ bohatého na dusík může vést ke konverzi na dvoufázovou směs TaN a Ta5N6.[1]

Ta5N6 je považována za tepelně stabilnější sloučeninu - i když se rozkládá ve vakuu při 25 ° C na Ta2N.[1] Bylo hlášeno rozklad ve vakuu z Ta3N5 přes Ta4N5, Ta5N6, ε-TaN, do Ta2N.[2]

Příprava

TaN se často připravuje jako tenké filmy. Způsoby nanášení filmů zahrnují vysokofrekvenční magnetronové reaktivní naprašování,[3][4] Stejnosměrný proud (DC) prskání,[5] Samo se množící vysokoteplotní syntéza (SHS) prostřednictvím „spalování“ tantalového prášku v dusíku,[1] nízký tlak metalorganická chemická depozice z plynné fáze (LP ‐ MOCVD),[6] depozice pomocí iontového paprsku (IBAD),[7] a tím odpařování elektronového paprsku tantalu ve shodě s ionty dusíku o vysoké energii.[8]

V závislosti na relativním množství N2, uložený film se může pohybovat od (fcc) TaN do (hexagonální) Ta2N jako dusík klesá.[4] Řada dalších fází byla také hlášena z depozice, včetně bcc a hexagonálního TaN; šestihranný Ta5N6; tetragonální Ta4N5; ortorombická Ta6N2.5, Ta4N nebo Ta3N5.[4] Elektrické vlastnosti filmů TaN se liší od kovového vodiče k izolátoru v závislosti na relativním poměru dusíku, přičemž filmy bohaté na N mají větší odpor.[9]

Použití

Někdy se používá v integrovaný obvod výroba za účelem vytvoření difúzní bariéry nebo „lepení“ vrstev mezi nimi měď nebo jiné vodivé kovy. V případě BEOL zpracování (v c. 20 nm ), měď je nejprve potažena tantalem, poté pomocí TaN fyzikální depozice par (PVD); tato měď potažená bariérou je poté potažena více mědi pomocí PVD a naplněna elektrolyticky potaženou mědí před mechanickým zpracováním (broušení / leštění).[10]

Má také aplikaci v tenkém filmu rezistory.[3] Má to výhodu oproti nichrom odpory formování a pasivující oxidový film, který je odolný proti vlhkosti.[11]

Reference

  1. ^ A b C d Borovinskaya, Inna P. (2017), „Tantalum Nitride“, Stručná encyklopedie samo-množící se vysokoteplotní syntézy, Stručná encyklopedie samo-množící se vysokoteplotní syntézy - historie, teorie, technologie a produkty, str. 370–371, doi:10.1016 / B978-0-12-804173-4.00150-2, ISBN  9780128041734
  2. ^ Terao, Nobuzo (1971), "Struktura nitridů tantalu", Japonský žurnál aplikované fyziky, 10 (2): 248–259, Bibcode:1971JaJAP..10..248T, doi:10.1143 / JJAP.10.248
  3. ^ A b Akashi, Teruhisa (2005), „Výroba tenkovrstvého rezistoru na bázi nitridu tantalu s nízkou variabilitou“, Transakce IEEJ na čidlech a mikropočítačích, 125 (4): 182–187, Bibcode:2005IJTSM.125..182A, doi:10.1541 / ieejsmas.125.182
  4. ^ A b C Zaman, Anna; Meletis, Efstathios I. (23. listopadu 2017), „Mikrostruktura a mechanické vlastnosti tenkých vrstev TaN připravených reaktivním magnetronovým rozprašováním“, Povlaky, 7 (12): 209, doi:10,3390 / nátěry7120209
  5. ^ Lima, Lucas; Moreiraa, Milena D .; Cioldin, Fred; Diniza, José Alexandre; Doi, Ioshiaki (2010), „Nitrid tantalu jako slibná hradlová elektroda pro technologii MOS“, ECS Trans., 31 (1): 319–325, doi:10.1149/1.3474175
  6. ^ Tsai, M. H .; Sun, S. C. (1995), „Metalorganická chemická depozice par nitridu tantalu parou tertbutylimidotris (diethylamido) tantal pro pokročilou metalizaci“, Appl. Phys. Lett., 67 (8): 1128, Bibcode:1995ApPhL..67.1128T, doi:10.1063/1.114983
  7. ^ Baba, K .; Hatada, R .; Udoh, K .; Yasuda, K. (2. května 1997), „Struktura a vlastnosti NbN a TaN filmů připravených depozicí pomocí iontového paprsku“, Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu Část B: Interakce paprsků s materiály a atomy, 127–128: 841–845, Bibcode:1997 NIMPB.127..841B, doi:10.1016 / S0168-583X (97) 00018-9
  8. ^ Ensinger, W .; Kiuchi, M .; Satou, M. (1995), „Nízkoteplotní tvorba metastabilního kubického nitridu tantalu kondenzací kovu pod iontovým zářením“, Journal of Applied Physics, 77 (12): 6630, Bibcode:1995JAP .... 77,6630E, doi:10.1063/1.359073
  9. ^ Kim, Deok-kee; Lee, Heon; Kim, Donghwan; Kim, Young Keun (říjen 2005), „Elektrické a mechanické vlastnosti tenkých vrstev nitridu tantalu nanesených reaktivním naprašováním“, Journal of Crystal Growth, 283 (3–4): 404–408, Bibcode:2005JCrGr.283..404K, doi:10.1016 / j.jcrysgro.2005.06.017
  10. ^ LaPedus, Mark (26. června 2012), „Výzvy pro propojení“, semiengineering.com
  11. ^ Licari, James J .; Enlow, Leonard R. (1998), Příručka k technologii hybridního mikroobvodu (2. vydání), Noyes Publications, § 2.5 Charakteristiky rezistorů nitridu tantalu, str. 83-4
Soli a kovalentní deriváty nitrid ion
NH3
N2H4		Slepice2)11
Li3NBýt3N2BNβ-C3N4
g-C3N4
CXNy		N2NXÓyNF3Ne
Na3NMg3N2AlNSi3N4PN
P3N5		SXNy
SN
S4N4		NCl3Ar
K.Ca.3N2ScNCínVNCrN
Cr2N		MnXNyFeXNyOšiditNi3NCuNZn3N2GaNGe3N4Tak jakoSeNBr3Kr
RbSr3N2YNZrNNbNβ-Mo2NTcRuRhPdNAg3NCdNHospodaSnSbTeNI3Xe
ČsBa3N2 Hf3N4OpáleníWNReOsIrPtAuHg3N2TlNPbZásobníkPoNaRn
Fr.Ra3N2 RfDbSgBhHsMt.DsRgCnNhFlMcLvTsOg
↓
Los AngelesCeNPrNdOdpoledneSmEuGdNTbDyHoErTmYbLu
AcČtPaOSNNpPuDopoledneCmBkSrovEsFmMdNeLr