Напряженно-деформированное состояние конструкции "пленка-подложка", находящейся в динамических условиях

• Автор: Тинякова, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Содержание
Введение.
Глава 1. Механические свойства конструкции «пленка - подложка»
1.1 Состав интегральных структур и физическо-механические свойства материалов, применяемых для изготовления интегральных микросхем
1.2 Причины возникновения напряжений и деформаций.
1.3 Краткий обзор моделей, отражающих особенности поведения материала в приграничной области.
1.4 Основные результаты и выводы.
Глава 2. Теория упругости поверхностных слоев твердых тел
2.1 Теория упругости поверхностных слоев твердых тел.
2.2 Напряженно-деформированное состояние. Уравнения движения.
2.3 Возможности теории упругости приповерхностных слоев при описании распространения возмущений в бесконечной среде.
2.4 Использование теории материалов второго порядка для моделирования процессов в тонкопленочных покрытиях.
Глава 3. Напряженно-деформированное состояние конструкции «пленка - подложка».
3.1 Особенности динамики конструкции «пленка -подложка».
3.2 Метод разделенных переменных при решении задач динамики.
3.3 Напряженно-деформированное состояние системы «пленка - подложка» в нестационарных условиях
3.3.1 Статическая задача об адгезии пленки и подложки
3.3.2 Методика проведения расчетов напряженно-деформированного состояния, вызванного инерционными силами
3.3.3 Особенности поведения неклассического материала под действием инерционных сил

3.4 Напряженно-деформированное состояние конструкции
«пленка - подложка» при внешних поперечных динамических воздействиях
3.5 Прочность тонкопленочных покрытий
3.6 Результаты исследования особенностей поведения
конструкции «пленка - подложка» в динамических условиях
Заключение
Список использованных источников
Приложение
1. Акт о внедрении результатов научно
исследовательской работы в рамках Государственной бюджетной темы «Разработка и исследование структур «металл - сегнетоэлектрик — полупроводник» для устройсты памяти с плотностью записи информации выше 1013 бит/м2» № ГР 01.940 00379.
2. Акт о внедрении результатов научно
исследовательской работы в ЗАО «Кинескоп» при разработке технологического процесса восстановления вышедших из строя кинескопов.
3. Справка о результатах внедрения научно- , 157 исследовательских работ в НИИ «Стрела» в качестве рекомендаций при механических испытаниях устройств с тонкопленочными покрытиями.

Введение
Актуальность темы. В настоящее время микроэлектроника -исключительно прогрессивно развивающееся направление техники. Микроэлектронная аппаратура (МЭА), особенно интегральные микросхемы (ИМС), благодаря таким своим преимуществам, как малая потребляемая мощность, практически мгновенная готовность к работе, высокая степень функциональной интеграции, низкая себестоимость, минимальные габаритные размеры и масса, получила широчайшее распространение во всех областях науки и техники (таблица 1, рисунок 1) [1], [2]. Огромный спектр направлений применения микроэлектронных приборов и устройств, а также непрерывный процесс повышения плотности упаковки и уменьшения размеров элементов, увеличения числа топологических слоев, расширения перечня используемых материалов приводят к повышению требований к качеству и надежности.
Все большее внимание специалистов привлекают вопросы, связанные с подходом к ИМС как к конструкциям [3]. Конструкцией называют механическую систему, в которой под действием допустимых внутренних или внешних механических возмущений составляющие ее элементы и узлы сохраняют свое относительное расположение и геометрическую форму или перемещаются и деформируются столь незначительно, что эти изменения не влияют на нормальную работу системы. С механической точки зрения важнейшим элементом конструкции микроэлектронных приборов и устройств является система пленки и подложки, находящиеся в состоянии адгезии. Адгезия (слипание) - прочное в течение длительного отрезка времени соединение двух твердых тел в единое целое вдоль поверхности контакта (адгезионного шва). Степень слипаемости пленки и подложки определяет работоспособность, долговечность [4], [5].

близки, то есть несоответствие имеет величину (Дй/й)* 100% < 0.5%, где а ~ среднее межатомное расстояние [7], [23]. Индексы плоскостей и направлений в подложке и слое, продолжающих друг друга всегда совпадают. При гетероэпитаксии несоответствие межатомных расстояний материалов подложки и пленки может быть более 10% - 12%.
Кроме того, следует учитывать, что пенки бывают также поликристаллическими и аморфными. К поликристаллическим пленкам относятся слои, состоящие из зерен (кристаллов), незакономерно ориентированных относительно подложки и отделенных один от другого большеугольными границами.
Аморфные пленки - это слои, в которых отсутствуют объемы с дальним порядком в расположении атомов (кристаллиты), но существует определенная степень ближнего порядка. Основным типом аморфных пленок являются диэлектрические.
При описанных выше способах получения пленок возможны различные причины возникновения механических напряжений. Напряжения могут быть обусловлены рассогласованием решеток на поверхности раздела «пленка - подложка». Например [4], при осаждении водорода, диффундирующего из пленки, происходит ее сокращение, что приводит к возникновению растягивающего напряжения.
Напряжение может рассматриваться как сумма растягивающей составляющей, обусловленной явлениями внутри кристаллов, и сжимающей составляющей, возникающей вследствие эффектов на границах зерен. Согласно этой теории по мере роста кристаллов некоторые дислокации, образующиеся в процессе роста, имеют одинаковый знак (отталкиваются друг от друга) и оказываются притянутыми к границе кристаллита. Имеет место увеличение объема кристаллита, приводящее к его растяжению. Сжимающая составляющая обусловлена адсорбцией частиц примеси на