Реферат Курсовая Конспект
Особенности сопротивления тонких металлических пленок - раздел Энергетика, Проводниковые материалы ...
|
Металлические пленки широко используются в микроэлектронике, как межэлементные соединения, контактные плоскости, обкладки конденсаторов, магнитных и резистивных элементов ИМС. Электрические свойства тонких пленок металлов значительно отличаются от свойств объемных образцов. Это зависит в первую очередь от структуры пленки, которая может изменяться от неупорядоченного мелкодисперсного состояния (амфотерный конденсат) к достаточно совершенному состоянию (эпитаксийные пленки). Второй причиной является появление размерных эффектов, связанных с поверхностью, если толщина пленки соизмерима со средней длиной свободного пробега электронов.
В этом случае удельное сопротивление будет зависеть от геометрических размеров образца. Структура пленки имеет значительные изменения на разных этапах их конденсации. Для большинства пленок, в зависимости удельного сопротивления от толщины пленки, наблюдаются три участка (рис.4.8). Участок 1 соответствует толщине пленки больше 0,1 мкм. На этом участке удельное сопротивление пленки приблизительно равняется объемному сопротивлению образце. Участок 2 охватывает толщины пленки от 0,1 до 0,01 мкм. На этом участке удельное сопротивление пленки выше объемного, а температурный коэффициент удельного сопротивления ar приближается к нулю. На участке 3 толщиной меньше 10-3 мкм удельное сопротивление очень значительно, а температурный коэффициент ar отрицателен.
Для объяснения этого необходимо учесть, что тонкие пленки на первых стадиях конденсации имеют островковую структуру. Электропроводность пленки возникает при некотором минимальном количестве осажденного металла, что приводит к возникновению мостиков, которые соединяют островки металла. При приложении поля электроны переходят сквозь узкие диэлектрические зазоры между соседними островками за счет термоэлектронной эмиссии и туннелирования.
Переход электронов улучшается с увеличением температуры, а удельное сопротивление лимитируется поверхностным сопротивлением участков подложки, где нет зерен металла. Поэтому с ростом температуры удельное сопротивление падает, а температурный коэффициент удельного сопротивления имеет отрицательный знак.
По мере роста количества осажденного металла, зазоры между островками уменьшаются и проводимость пленки возрастает. Когда возникает сплошная пленка металла, знак температурного коэффициента становится положительным, а значение удельного сопротивления возрастает вследствие наличия в тонкой пленке значительного количества дефектов структуры: дислокаций, межзерновых границ, вакансий и других. Возрастанию удельного сопротивления способствует также уменьшение длины свободного пробега электронов - за счет их дополнительного рассеивания поверхностным слоем пленки.
Вот почему для оценки сопротивления тонких металлических пленок, как и в случае с диэлектриками, используют понятие поверхностного удельного сопротивления, значение которого зависит от толщины пленки.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Основные сведения о проводниковых материалах... Виды проводников Твердые проводники являются важнейшими проводниковыми...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Особенности сопротивления тонких металлических пленок
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов