对用于微电子设备的RuAl电极长期高温结构稳定性的研究
Marietta Seifert1, Barbara Leszczynska1, Thomas Gemming1
1Leibniz Institute for Solid State and Materials Research, Helmholtzstr. 20, 01069 Dresden, Germany.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 25, 2024
概括
在微电子设备中,基于RuAl的电极表现出良好的高温稳定性,高达700°C. 保护层增强氧化抵抗力,但较高的温度会导致降解,特别是在空气中.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态化学 固态化学
- 微电子工程 微电子工程
背景情况:
- - (RuAl) 基材料对高温微电子应用具有前景.
- 在热应力下确保长期稳定性对于设备可靠性至关重要.
- 氧化防护层对于防止环境或氧化环境中的降解至关重要.
研究的目的:
- 为了评估基于RuAl的电极的长期高温稳定性.
- 调查SiO2和Al-N-O层在防止氧化的有效性.
- 为了确定Ca3TaGa3Si2O14 (CTGS) 基板上的RuAl电极的操作温度极限.
主要方法:
- 在CTGS基板上用SiO2和Al-N-O保护层制造基于RuAl的电极.
- 在600°C,700°C和800°C的空气中制样品192小时.
- 使用视觉检查和潜在的显微镜 (隐含) 来分析材料降解.
主要成果:
- 在700°C的192小时后观察到轻微的降解.
- (Al) 在800°C时发生显著的氧化,由于尺寸差异,影响互连电极比接触更大.
- 保护层提供了相当大的,虽然不是完整的,氧化抵抗.
结论:
- 基于RuAl的电极在高达700°C的空气中显示出可靠的长期稳定性.
- 氧化是高温下的主要降解机制,受电极几何形状的影响.
- 在较少氧化的大气中应用可以显著延长操作温度和持续时间.
