Рецензенти: доц. Московського станкоинструментального інституту, канд техн наук Г. И. Гранітів; викладач Московського технікуму електронних приладів А. В. Закревская Гаркуша Ж. М

Вид материала

Документы

Содержание Властивості тонких плівок 11.4. Діелектричні плівки

Подобный материал:

• Україна харківська міська рада харківської області виконавчий комітет управління освіти, 181.85kb.
• Гост 17623-87, 138.94kb.
• М. А. Ляшко доц., канд физ мат наук; Т. Н. Смотрова доц., канд, 2299.13kb.
• Надійності та безпеки в будівництві, 692.13kb.
• Гост 5382-91, 1729.88kb.
• Д. М. Лаковский (руководитель темы); И. В. Колечицкая; С. А. Резник, канд техн наук;, 203.82kb.
• Гост 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества Технические, 310.23kb.
• Государственный стандарт союза сср здания и сооружения Методы измерения яркости, 278.78kb.
• Гост 26824-86, 248.28kb.
• Строительные нормы и правила отопление, вентиляция и кондиционирование, 2477.63kb.

ГЛАВА 11

ВЛАСТИВОСТІ ТОНКИХ ПЛІВОК

§ 11.1. ОСОБЛИВОСТІ СТРУКТУРИ ПЛІВОК

Структура плівок значно відрізняється від структури об'ємного матеріалу того ж складу. Іноді плівки мають інша кристалічна будівля в порівнянні з масивним матеріалом. Структура плівок може мінятися при зміні їхньої товщини. У товстих плівках, що осаджуються на сторонню підкладку, зростає щільність дефектів, що приводить до разупоридочению структури.

Процеси одержання плівок зв'язані з взаємодією атомів, що осаджуються, з поверхнею твердого тіла. На границях фаз протікають складні процеси, що помітно впливають на механізм осадження плівок, їхнє зчеплення з підкладкою, характер зародження і росту плівки.

Під зародженням розуміють виникнення зародків твердої фази з парової чи рідкої фази. Ріст плівки відбувається після виникнення зародків за рахунок їхнього збільшення і злиття. Наступний ріст зв'язаний з утворенням суцільного шару речовини, що осаджується, і його стовщенням. Структура плівки, що утвориться, залежить від кількості і розмірів зародків. При великій частоті розташування і малих розмірів зародків структура виходить дрібнозернистої, а при малій частоті і великих розмірах зародків плівки здобувають грубозернисту структуру. Структура плівок визначає їхньої властивості.


226

§ 11.2. Металеві плівки

Металеві плівки застосовують для виготовлення тонкопленочных резисторів і обкладок тонкопленочных конденсаторів, а також для створення струмопровідних доріжок і контактних площадок в інтегральних мікросхемах.

Основними методами одержання металевих плівок є термовакуумное напилювання і ионно-плазмеиное розпилення.

За допомогою першого методу можна одержувати плівки металів будь-якої товщини. Плівки виходять чистими, тому що процес проводиться у високому вакуумі.

Методом ионно-плазменного розпилення одержують плівки будь-яких, у тому числі тугоплавких, металів. Вони мають більш високу адгезію і кращу стабільність характеристик.

Па структуру тонких плівок незалежно від способу їхнього одержання істотний вплив роблять температура підкладки при випарі, ступінь вакууму, властивості металів, що випаровуються, і властивості матеріалу підкладки.

Структура тонких плівок, отриманих шляхом термовакуумного напилювання, залежить від температури матеріалу, що випаровується. З погляду впливу цього фактора, усі метали розподіляються на три групи. До першої групи відносяться метали з температурою плавлення вище 1900е З (вольфрам, тантал, молібден і ін.); до другого- метали з температурою плавлення від 600 до 1900° С (золото, срібло, мідь, нікель, залізо, хром, титан, платина), до третього - метали з температурою плавлення нижче 650° С (сурма, вісмут, телур, кадмій, цинк, індій, магній).

Для першої групи металів характерне утворення суцільних неорієнтованих шарів з малою величиною зерна, менш 15 нм, для другої групи типове утворення крупнокристаллической структури. Метали третьої групи утворять плівки, що складаються з великих монокристаллов, орієнтованих стосовно підкладки.

Швидкість випару по-різному впливає на структуру плівки для різних груп металів, що зв'язано з розходженням у рухливості атомів на підкладці в процесі осадження плівки. Час рухливого стану на підкладці в металів третьої групи найбільше, тому найбільший вплив швидкість випару робить на структуру плівок металів цієї групи. У цих металів розходження в значеннях температури плавлення і випари невеликий, тому на підкладці, що підігрівається, можуть створюватися острівці металу в рідкому стані. При великих швидкостях випару ці острівці з'єднуються між собою, утворити великі кристаллиты. При малій швидкості випару кристалізація відбувається із самого початку процесу осадження. У металів першої і другої груп затвердіння конденсату відбувається швидше, ніж у металів третьої групи, і спостерігається залежність структури від швидкості випарі. При малих швидкостях на підкладці осаж-


227


дається велика кількість атомів залишкового газу, що впливає на структуру плівки і величину її опору.

Вплив залишкових газів на властивості плівок тим більше, чим менше товщина плівки. Залишкові гази осаджуються не тільки в процесі росту плівки, але і після припинення осадження, оскільки продовжується процес адсорбції залишкового газу поверхнею плівки.

Властивості і структура плівок залежать від стану поверхні і властивостей підкладок. Недосконалості і забруднення поверхні підкладок змінюють умови конденсації атомів металів, змінюється рухливість атомів, що позначається на структурі плівки.

Експерименти показали, що температура підкладки впливає на структуру плівки, що осаджується, у більшому ступені, чим всі інші фактори. На холодній підкладці плівки мають мелкокристаллическую структуру, на підігрітої - крупнокристаллическую. При прогріві мелкокристаллической структури вона перетворюється в крупнокристаллическую.

На властивості плівок найбільший вплив робить їхня товщина незалежно від способу одержання плівки. Умови одержання плівок впливають на їхні властивості в меншому ступені.

У першу чергу товщина плівки впливає на її питомий опір. Як правило, питомий опір плівок більше, ніж у масивних зразків того ж хімічного складу,

Надтонкі плівки не є суцільними, а складаються з острівців речовини, розділених областями, не покритими матеріалом, що осаджується. Електропровідність у такій плівці з'являються тільки тоді, коли острівці з'єднаються між собою. При розгляді електропровідності металів говорилося про те, що питомий опір металів залежить від довжини вільного пробігу електронів. У тонких плівках ця довжина обмежена зіткненнями електронів з поверхнею плівки. Зі збільшенням товщини плівки довжина вільного пробігу зростає і відповідно знижується опір плівки.

Довжина вільного пробігу електрона в плівці обмежується не тільки се поверхнею, але і структурними дефектами. На структуру плівки впливає температура підкладки в момент осадження, тому питомий опір залежить від температури підкладки, зменшуючись зі зростанням температури. Зниження питомого опору спостерігається в плівок, отриманих на холодній підкладці після прогріву у вакуумі. Температура структурних перетворень плівок близька до температури рекристалізації металу й істотно залежить від товщини плівок. Ступінь зміни питомого опору після прогріву в тонких плівок більш велика, чим у товстих.

У плівок, отриманих ионно-плазменным розпиленням, питомий опір при прогріві змінюється сильніше, ніж у термічно обложених плівок.

Зміна питомого опору плівки з нагріванням можна пояснити в такий спосіб. У плівках, обложених на холод-


228

ную підкладку, виникають значні механічні напруги. Прогрів знімає їхній і видаляє домішки, адсорбовані плівкою в процесі осадження. Усе це поліпшує структуру плівки і знижує її питомий опір.

Плівки металів, термічно оброблені у вакуумі відразу після напилювання, стабільні по властивостях і володіють гарною механічною міцністю.

Оскільки тонкі металеві плівки застосовують для виготовлення резисторів, то для них важливим параметром є температурний коефіцієнт опору - ТКС. Цей параметр визначається для стабільних плівок, що пройшли термообробку. Експериментально встановлено, що ТКС залежить від товщини плівки; для тонких плівок він менше, ніж для товстих, і в плівок він менше, ніж у тих же об'ємних матеріалів. У деяких тонких плівок ТКС стає навіть негативним. Товщина плівки, при якій ТКС стає негативним, може бути різної в залежності від технології одержання плівок і від умов їхнього одержання - тиску в установці, природи газу і т.п..

На термоелектричні властивості плівок великий вплив робить технологічний режим їхнього одержання. Змінюючи параметри технологічного циклу, можна одержати різну величину термо-э. д. с. У багнистих плівок термо-э. д. с. значно менше, ніж у масивних зразків, і зі зменшенням товщини плівки знак термоэ. д. с. може змінитися на протилежний.

Плівки, отримані обома методами, мають приблизно однакову щільність, але вона менше щільності об'ємного матеріалу. На плотность плівок впливає їхня товщина, з її збільшенням значення щільності плівок наближається до щільності об'ємного матеріалу. Щільність плівок зростає з ростом швидкості осадження, тому що при цьому структура плівок стає більш крупнокристаллической.

Адгезионные властивості в ионно-плазменных плівок краще, ніж у термоосажденных. Адгезія залежить від матеріалу плівки, чистоти поверхні підкладки, швидкості осадження і температури підкладки. Установки для ионно-плазменного розпилення дозволяють перед початком процесу робити іонне очищення підкладок. Таке очищення активізує поверхню і сприяють утворенню зародків.

Механічні напруги в плівках, отриманих розпиленням, значніше, тому що в процесі осадження температура підкладки не залишається постійної внаслідок бомбардування частками розряду і теплового випромінювання мішені.

Перспективи розвитку мікроелектроніки зв'язують із застосуванням плівкових надпровідників. У сверхпроводящих плівках спостерігається цілий ряд цікавих ефектів, таких, як виникнення надпровідності в матеріалах, що не володіють надпровідністю, і туннелирование в надпровідниках. Створені сверхпроводящие плівки карбідів і нітридів танталу, сплавів ніобій - цирконій, ніобій - титан, ніобій - олово, ванадій -


229


титан, ванадії - кремній, ванадій - германій, ванадій - галій.

Плівки сплаву ніобію і ванадію товщиною близько 100 нм здатні пропускати великі струми, порівнянні зі струмами через масивні матеріали. У плівках істотну роль грають розмірні ефекти: товщина плівки і розмір зерен.

Надпровідність зберігається до дуже малих толщин. У плівках свинцю надпровідність отсутствует лише при толщинах, менших 0,7 нм, а в плівках телуру й олова критична товщина дорівнює відповідно 1,1 і 4,0 нм.

Сверхпроводящее стан характеризується критичною температурою, що залежить від товщини плівки й у деяких плівках зростає зі зменшенням товщини. У сверхпроводящих плівках олова і таллия залежність критичної температури від товщини має максимум, а для плівок свинцю крива залежності монотонно спадає зі зменшенням товщини плівки. Такий взаємозв'язок критичної температури і товщини порозумівається структурними особливостями плівок і виникаючими в них механічними напругами. Ефект росту критичної температури а плівках називають посиленням надпровідності.

Максимальний ріст критичної температури спостерігається а багатошарових структурах, що складаються із шарів надпровідника, що чергуються, товщиною близько 60 їм і діелектрика. Для сверхпроводящих плівок алюмінію Ткр=1,19 ДО, а для семислойной структури, що складає з чотирьох шарів алюмінію і трьох шарів оксиду кремнію, Ткр=5,7 ДО.

§ 11.3. ЭПИТАКСИАЛЬНЫЕ ШАРИ

У виробництві напівпровідникових приладів і інтегральних мікросхем широко застосовується процес эпитаксии. Эпитаксия - це процес вирощування шарів з упорядкованою кристалічний, структурою шляхом реалізації дії підкладок, що орієнтує. За допомогою эпитаксии виготовляють складні напівпровідникові структури з заданими электрофизическими характеристиками (питомий опір, час життя, тип електропровідності) і геометрією. Напівпровідникові прилади, виготовлені з використанням эпитаксии, володіють кращими частотними властивостями, меншим опором бази і великим посиленням у порівнянні з приладами, виготовленими іншими методами.

Эпитаксиальные шари одержують різними способами: напилюванням у високому вакуумі, кристалізацією з розчину, розплаву і при хімічній взаємодії. Властивості і структура эпитакснальных шарів визначаються режимами технологічного процесу і станом поверхні підкладки. Для гарної відтворюваності товщини эпитаксиального шаруючи необхідно підтримувати постійної швидкість нарощування, а для цього потрібно дотримувати постійної концентрації основної речовини і темпі-

230

ратуру процесу нарощування. На однорідність шаруючи по товщині впливає рівномірність нагрівання підкладки.

Для одержання эпитаксиальных шарів із заданим питомим опором проводять процес легування. Рівномірність легування эпитаксиального шаруючи також залежить від розкиду температури по поверхні підкладки.

Структура і природа поверхні підкладки визначають механізм утворення зародків і процес росту шаруючи. Особливо сильний вплив робить підкладка на формуванні шаруючи, коли його товщина не перевищує декількох атомних шарів.

Швидкість росту эпитаксиалыюго шаруючи залежить від концентрації дефектів на поверхні підкладки. Чим вона більше, тим вище швидкість росту. Причина полягає в тім, що атом, що потрапив на поверхню підкладки, мігрує по ній доти , поки не зустріне дефект. У дефекту атом вступає в міцний хімічний зв'язок із двома чи більш атомами підкладки; до цього атома приєднуються нові.

На швидкість росту шаруючи впливає орієнтація підкладки. Повільніше всего ростуть эпитаксиальные шари на підкладках з орієнтацією (111), (ПО), (100).

Під час нарощування в эпитаксиальных шарах можуть створюватися різні дефекти структури: дислокації, дефекти упакування, горбки, піраміди, липни ковзання, поликристаллнческий включення. Утворення перерахованих дефектів зв'язано з різними забрудненнями підкладки, недосконалістю її поверхні (порушення структури поверхневого шару, подряпини).

Утворення дислокацій відбувається в тому випадку, якщо вони вже малися в підкладці, або в процесі вирощування в результаті виникнення термічних і механічних напруг, що з'являються на різних стадіях теплових обробок структур. Дефекти упакування утворяться при порушенні правильної послідовності нарощування атомних шарів. При утворенні дефектів упакування і подальшому правильному укладанню атомних шарів на підкладці росте острівець, що кристаллографически не погодиться з навколишніми його іншими острівцями эпитаксиальной плівки. Надалі острівець і навколишній його шар приходять у зіткнення й утвориться границя неузгодженості. Дефекти упакування виникають найбільше часто па границі роздягнула плівка - чи підкладка поблизу її на мікроподряпинах, лініях ковзання, частках оксиду.

Нагрівання і термообробка підкладки можуть приводити до утворення ліній ковзання. При високій температурі пружні напруження стають достатніми для виникнення і переміщення дислокацій. Це супроводжується пластичним плином кристала і появою ліній ковзання.

Щоб уникнути виникнення пластичних деформацій варто забезпечувати однорідність нагрівання підкладки і щільність прилегания се до нагрівача. Крім того, підкладки не повинні мати вигину і по можливості дислокацій. Усуненню ліній як-


231


жения сприяє зменшення температури нижче рівня, при якому відбувається пластичний плин.

Крім лінійних дефектів у плівках можуть спостерігатися ямки і порожнечі. Ямки з'являються тоді, коли в процесі осадження плівки на поверхню шаруючи попадають кремнієві порошини і чужорідні частки. Порожнечі - це порушення сплошности плівки через присутність порошин на підкладці перед початком вирощування плівки.

Одним із серйозних видів дефектів є пірамідальні дефекти. Піраміди - це макроскопічні недосконалості, що виступають над поверхнею шаруючи на кілька мікрометрів. Утворенню пірамід супроводжують дефекти упакування.

Дефекти эпитаксиальных шарів істотно впливають на электрофизические характеристики: питомий опір, час життя. При високій концентрації дефектів эпитаксиальные шари мають неоднорідні властивості як по площі, так і по товщині. Природно, що дефекти, що утворяться в процесі вирощування эпитаксиальных структур, впливають на основні параметри приладів: робочу напругу, величину зворотного струму, що проходить через перехід, максимально припустиму потужність і ін.

$ 11.4. ДІЕЛЕКТРИЧНІ ПЛІВКИ

Діелектричні плівки використовують для формування конденсаторів інтегральних мікросхем, створення невідображаючих покрить, безынтерференционных поглинаючих покрить, межслойной ізоляції, для герметизації інтегральних мікросхем, пассивации і захисту поверхні напівпровідникових приладів і ИМС.

Для виготовлення діелектричних плівок застосовують наступні основні методи: термовакуумное напилювання, реактивне ионноплазменное розпилення, розпилення у високочастотному розряді, термічне оксидування, анодирування металевих плівок, що осаджуються на підкладку, хімічне осадження з парової фази, одержання плівок з розчинів.Процес одержання плівок методом термічного випару можна розбити на наступні етапи: випар вихідної речовини; перенос його від випарника до підкладки, у процесі якого частки випаруваної речовини, соударяясь з підкладкою, утрачають частина своєї кінетичної енергії й осаджуються на підкладці; адсорбція і десорбція; поверхнева дифузія адсорбованих часток і утворення зародків; ріст зародків - острівців; зрощення острівців у суцільну плівку; ріст суцільної плівки і рекристалізація; орієнтоване наростання.

У процесі кристалізації тонких плівок у міру їхнього росту відбуваються структурні зміни, що істотно впливають на кінцеву структуру тонких плівок. Структура плівок залежить від швидкості осадження, температури підкладки, чистоти її поверхні, тиску і складу залишкових газів.

232

Реактивне розпилення і розпилення у високочастотному розряді відносяться до методу ионно-плазменного розпилення. Сутність цього методу полягає в наступному: мішень з матеріалу, якому потрібно розпорошити, бомбардується швидкими іонами газу, у результаті чого з її поверхні вибиваються атоми, що осаджуються на розташованих поблизу підкладках. Джерелом іонів служить плазма тліючого розряду, що виникає в середовищі інертного газу. Властивості одержуваних плівок залежать від складу плазми, енергії іонів і процесів взаємодії распыленного речовини з плазмою і матеріалом підкладки.

Перевагою методу ионно-плазменного розпилення є можливість одержання плівок того ж складу, що і мішень, що розпорошується.

При термічному оксидуванні кремнієва пластина піддається нагріванню при температурі 900-1250° С в атмосфері сухого чи вологого кисню. На пластині адсорбируются атоми кисню, що дифундують через оксидний шар, що утвориться, і взаємодіють з атомами кремнію на границі роздягнула кремній- оксидна плівка. Швидкість оксидування залежить від температури і тиску чи кисню водяної пари. На скорость оксидування впливають домішки, що маються на поверхні пластини. Чим вище концентрація домішок, тим швидше йде процес оксидування.

Ріст плівки залежить від орієнтації кристала. Найбільша швидкість росту спостерігається на площині (111), найменша - на площині (100). На границі роздягнула оксид кремнію - кремній у випадку орієнтації (100) щільність поверхневих станів виходить найменшої, що бажано при виготовленні напівпровідникових приладів.

Структура оксидних плівок залежить від середовища: аморфні плівки одержують у вологому кисні, кристалічні - у сухому кисні.

Найважливішою властивістю термічно вирощеного оксиду є наявність у ньому великого позитивного заряду (до 1011- 1012 см~2), що утвориться на поверхні незалежно від типу електропровідності напівпровідника. Цей заряд може змінюватися під дією низькотемпературної обробки (150-400° С), особливо , якщо перпендикулярно поверхні прикладене електричне поле.

Анодне оксидування роблять в електроліті, що містить негативні іони кисню. Анодом служить оксидируемая пластина напівпровідника.

Склад електроліту визначає властивості плівок. У розчинах кислот плівки мають значну товщину і велику пористість. При використанні як електроліт розчинів солей виходять щільні і хімічно стійкі аморфні плівки.

Анодне оксидування кремнію в присутності іонів хлору і фтору в електроліті збільшує швидкість оксидування, локалізує позитивний заряд поблизу границі кремній - оксид крем-

233

ния. Щільність заряду при наявності іонів хлору приблизно дорівнює 4,6-1012 см~2 і з ростом концентрації іонів хлору збільшується. При низькотемпературному отжиге до 150° С величина заряду знижується.

Ці ефекти зв'язані з впровадженням іонів галогенів у диоксид кремнію. Заряд обумовлений захопленням дірок пастками поблизу границі. Для хлору пастки виникають на границі кремній - диоксид кремнію, а для фтору пастки утворяться в кремнії, тому що фтор проникає через оксидну плівку.

Товщина плівок залежить від величини прикладеної анодної напруги і часу проведення процесу. Недоліком методу є його застосовність до обмеженого числа матеріалів. Отримані плівки мають підвищену полярність і низькі частотні характеристики. Якість плівок можна поліпшити ущільненням їх у парах води.

З хімічних методів осадження найбільше поширення має термічне розкладання тетраэтоксисилана при температурі 700-900° С, називане пиролизом.

Присутність кисню поліпшує якість плівок, причому процес можна проводити при більш низьких температурах, порядку 400-500° С, а швидкість осадження при цьому виходить вище. Плівки диоксида кремнію, отримані методом пиролиза, мають, як правило, аморфну структуру.

Якість плівок у значній мірі залежить від якості поверхні підкладки. Дефекти поверхні підкладки можуть служити причиною порушень однорідності плівки, утворення кристалічних областей, проколовши. Домішки сприяють росту щільності поверхневих станів.

Отримані різними методами діелектричні плівки мають, як правило, аморфну структуру. Плівки можуть містити наступні дефекти: кисневі вакансії, ноны кисню й інші аніони в междоузлиях, іони металів у вузлах ґрат і междоузлиях, пори, мікроканали і мікротріщини. При термообробці в плівці з'являються кристалічні утворення - кристаллиты і можливе повна кристалізація плівки. При цьому в плівці виникають внутрішні напруження, що значно змінюють електричні характеристики плівок. Причиною виникнення внутрішніх напружень є наявність температурних градієнтів у плівці й у системі плівка - підкладка і зміна щільності плівок при термообробці.

Термічні напруги обумовлені розходженням температурних коефіцієнтів розширення матеріалів плівки і підкладки. Величина напруг тим більше, чим більше товщина плівки. Вид напруги - стискаюче чи що розтягує -визначається співвідношенням термічних коефіцієнтів розширення, умовами росту плівки і залежить від концентрації кисню. При великих значеннях концентрації виникають стискаючі напруги; у міру зниження концентрації кисню величина напруг спадає до нуля, а потім напруги стають ростячи-


234

гивающими. Величина напруг, що розтягують, залежить від температури підкладки - вони зменшуються з нагріванням підкладки.

Порівняння різних методів одержання діелектричних плівок дозволяє зробити наступні висновки:щільність плівок приблизно однакова незалежно від методу їхнього одержання і складає від 1,8 (при анодному оксидуванні) до 2-2,27 (для інших методів). Зміна щільності спостерігається при зміні структури плівок під час термообробок;

- показник переломлення приблизно однаковий для всіх методів і складає 1,43-1,495. Його значення можна регулювати

зміною змісту води в плівці.

Електричні й оптичні властивості плівок, незалежно від способу їхнього одержання, відрізняються від властивостей такого ж матеріалу в обсязі. Це зв'язано з відмінністю структури плівок від структури масивного матеріалу. Основними параметрами, що характеризують діелектричні плівки, є питомий опір, втрати й електрична міцність.

Значення питомого опору плівок, отриманих різними способами, значно розрізняються між собою. Основний вплив на величину питомого опору робить чистота проведення процесу нарощування. У плівок, отриманих термічним оксидуванням, значення р має порядок 1016 Ом-см. Анодні і пиролитические плівки піддаються забрудненням, тому величина їхнього питомого опору може знижуватися до 107- 108 Ом-см.

Утратами називають енергію, що розсіюється в одиницю часу в плівковій структурі при впливі на ніс електричного полючи і зухвалу нагрівання всієї структури. Втрати в діелектричних плівках зв'язані з поляризацією, наскрізною електропровідністю і структурними неоднородностями матеріалу плівки. Величина їх характеризується тангенсом кута втрат tg а. Утрати, обумовлені поляризацією, у міру старіння плівок знижуються: і завжди зростають у вологому середовищі. Утрати, зв'язані з наскрізною електропровідністю, залежать від структури плівки і збільшуються з ростом температури.

Утрати є об'ємною властивістю діелектрика і не залежить від товщини плівки. Однак при визначеній товщині поверхня плівки починає впливати на переорієнтацію диполів, а виходить, і на величину втрат, що залежать також від структурних дефектів, що виникли в процесі вирощування плівки.

Діелектрична постійна плівок змінюється в діапазоні від 3,2 до 8,0.

Електрична міцність плівок характеризується величиною напруженості полючи в плівці, при якій відбувається електричний чи тепловий пробій. Величина напруги пробою залежить від структури плівки і її геометричних розмірів і майже не залежить від температури одержання плівки і часу впливу

235

апряжения. Величина напруги пробою знижується з ростом пористості плівки і кількості наскрізних пір.

У процесі роботи плівки розігріваються. Це веде до росту активної складової струму, що, у свою чергу, сприяє ще більшому розігріву плівки й у підсумку може привести до теплового пробою. Напруга пробою залежить від умов роботи плівки, умов її охолодження і температура навколишнього середовища. Електрична міцність плівок знижується з ростом їхньої товщини, що порозумівається збільшенням числа неоднородностей структури в товстих плівках. .

Оксидні плівки впливають на електричні параметри кремнію, що служить підкладкою. Це порозумівається тим, що поверхневий потенціал термічно оксидованого кремнію має позитивне значення, що сприяє утворенню на поверхностипо лупроводника "-типу збагаченого шару, а на поверхні напівпровідника р-типа інверсійного шару.Інверсійний шар виникає на р-n-переходах, оксидований ных у вологому кисні, сухому чи кисні парах води.При пиролитическом осадженні інверсійний шар n-типу менш виражений, а при термовакуумном напылениии ионно-плазменном розпиленні отсутствует узагалі.

Причиною утворення інверсійних шарів служить переміщення іонів по поверхні оксиду. Позитивні іони скапливаются поблизу негативно зарядженої поверхні бази, а поблизу позитивно зарядженого колектора. Ці іонні заряди приводять до утворення інверсійного шару. На появление інверсійних шарів впливає поляризація оксиду. Причин виникнення поляризації трохи: а) в оксиді знаходяться домішки з великими електричними моментами диполя, що орієнтуються під дією електричного полючи; ці домішки рухливі і можуть групуватися біля поверхні, створюючи поверхневий заряд; б) границя роздягнула кремній - диоксид кремнію збагачена позитивно зарядженими іонами кремнію, а концентрація іонів кисню невеликаі;

в) іони лужних металів, безладно розподілені в оксиді, разом з іонами кисню створюють у ньому об'ємний заряд.