Деградационные процессы в слоистых структурах на основе ниобия и тантала тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ДЕГРАДАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В СЛОИСТЫХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ НИОБИЯ И ТАНТАЛА

01,04,07 - физика твердого тела

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Р Г Б ОД

2 О ИЮН 199*

На правах рукописи

Стариков Вадим Владимирович

Харьков - 1994

Диссертация есть рукопись.

Работа выполнена на кафедрах физического материаловедения для электроники и гелиоэнергетики и физики маталлов и полупроводников Харьковского государственного политехнического университета.

Научный руководитель - доктор физико-математических на'ук,

профессор

Бойко Борис Тимофеевич

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук,

профессор

Кагановский Юрий Семенович

ведущий научный сотрудник ФТИНТ доктор физико-математических наук Бенгус.Владимир Зямович

Ведущая организация - Национальный научный центр

Харьковского физико-технического института

Защита состоится 1994г. в ?^Г~часов

на заседании специализированного ученого совета К 068.39.02 в Харьковском государственном политехническом университете (310002, Харьков-2, ГСП, ул.Фрунзе 21)

С диссертациэй маяно ознакомиться в библиотеке Харьковского государственного политехнического университета

Автореферат разослан 1994г.

Нченый секретарь .

специализированного ученого совета Сокол А.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Двуслойники, состояние из металла (ИЬ.Та) и аморфной диэлектрической пленки высвего оксида металла (а-НЬ205, а-Та205), широко использцвтся в различных компонентах электронной техники. В частности, такие структуры с внеиним электродом из полупроводниковой двуокиси марганца являются основой ниобиевых и танталовых оксидно-полупроводниковых конденсаторов.

Известно, что диэлектрические свойства пленок а-НЬ^Оу и а-Та205 в таких структурах ухудиаптся со временем при длительном воздействии сильных электрических полей и повыиенных температур, что приводит к отказам соответствувцих компонентов. Природа деградации обычно связывается с термодинамической неравновесностью слоистых структур, которая обусловлена аморфным состоянием оксидного диэлектрика и отсутствием двухфазного термодинамического равновесия меяду сопрягающимися слоями металла и его высвего оксида. Релаксация слоистых структур в более равновесное состояние протекает путем взаимосвязанных кинетических процессов переноса кислорода из а-Ыег05 в Не и кристаллизации аморфных пленок а-ив205.

Несмотря на очень близкое совпадение структурных, физических и химических параметров ниобия и тантала характер деградации слоистых структур на основе этих металлов существенно разнится. В частности, в структурах на основе ниобия наблюдается монотонное увеличение проводимости пленок а-НЬ20? со временем, что приводит к параметрическим отказам ниобиевых компонентов. В отличие от этого, в структурах на основе тантала проводимость пленок а-Та205 длительное время остается неизменной, а затем резко возрастает, что приводит к катастрофическим отказам танталовых компонентов.

Причины этих различий, а таквэ кинетические параметры и

механизмы деградации в зависимости от вида базового металла оставались невыясненными. Исследование этих вопросов представляет интерес для иирокого класса термодинамически неравновесных слоистых структур, содержащих аморфные диэлектрические пленки высвих оксидов различных металлов и полупроводноков.

Цель работы. Исследование механизмов деградации и природы различий деградационных процессов в слоистых структурах на основе ниобия и тантала, изучение процессов массо- и зарядопереноса в таких структурах, связанных с их релаксацией в термодинамически более равновесное состояние, установление взаимной связи структурных и электронных последствий деградации, определение влияния примесей в базовых металлах на эти процессы.

Научная новизна работы. Исследованы структурные и электронные аспекты деградации слоистых структур, содержащих аморфные диэлектрические пленки высвих оксидов ниобия и тантала. Установлено, что в основе деградации лехат два взаимосвязанных процесса старения. Во-первых, локальное пересыщение кислородом базовых металлов и выделение из них дисперсных частиц кристаллических оксидов на границе с аморфной оксидной пленкой. Во-вторых, частичное восстановление аморфной оксидной пленки базовыми металлами и выделение из пересыщенной кислородными "вакансиями" аморфной фазы дисперсных частиц металла, либо кристаллических оксидов. Результатом обоих процессов является уменьшение стабильности аморфной фазы в связи с появлением в ней выделений кристаллических фаз. В ниобиевых структурах деградации способствует вытеснение под действием кислорода растворенного в базовом металле тантала к границе раздела с аморфным оксидом ниобия.

Наиболео чувствительным к деградации электронным параметром является уровень ин&екционных токов, протекающих из базового металла в аморфный диэлектрик. Изменение этих токов определяется

как стехиометрией и степенью упорядочения аморфного дизлектрика, обуславливаицими плотность и энергетический спектр ловувек в его запрещенной зоне, так и локальными изменениями химического и фазового состава слоев вблизи границы диэлектрика с базовым азтзллся, контролируичими условия протекания электронов через эту границу. Прецизионный анализ инжекционных токов позволил выявить начальные стадии структурных преврацений 5 аморфном диэлектрике, которые трудно пронаблюдать прямыми, но менее чувствительными структурными методами.

Полученные данные о взаимосвязи структурных и электронных аспектов деградации слоистых структур на основе ниобия и тантала могут быть использованы при изучении природы деградационных процессов в вироком классе неравновесных слоистых структур с аморфными пленками оксидов различных металлов и полупроводников.

Прикладное значение работы. Результаты данной работы способствовали повывении качества танталовых оксидно-полупроводниковых конденсаторов как за счет новой технологии формирования слоистого оксида, так и за счет новых методов прогнозирования и отбраковки, использувцих связь степени деградации с уровнем асимметрии электропроводности таких конденсаторов. Наряду с этим разработаны физико-технологические принципы изготовления ниобиевых конденсаторов, приблиаапцихся по качеству к танталовым конденсаторам и способных конкурировать с ними на мировом рынке благодаря меньвей плотности и стоимости ниобия.

Основные половения, выдвинутые к защите. 1.Структурные и электронные последствия деградации слоистых структур на основе ниобия и тантала определятся соотновением кинетических параметров, характеризувцих транспорт кислорода через отдельные слои и мавслоевые границы таких структур.

2.В структурах на основе ниобия восстановление металлом

собственного высшего оксида обуславливает формирование в нем сквозных каналов с повышенным отклонением х химического состава пленок а-НЬ205_Лот стехиометрического состава и соответственно с большей электропроводностью. В отличие от этого в структурах на основе тантала на границе металл-оксид формируются локальные кристаллические включения, которые определяют рост инвекционного тока в диэлектрике и являются центрами кристаллизации аморфной фазы.

3.Одновременное воздействие низкотемпературного отвига и частичное восстановление аморфного оксида ниобия приводит к его начальному упорядочению, проявляющемуся в уыеньявнии плотности и сужении спектра локализованных состояний внутри цели подвижности а-НЬ205. Это упорядочение аморфного оксида обратимо устраняется при его доокислении до стехиометрического состава.

4.Насыщение кислородом однородного твердого раствора тантала в ниобии вследствие различной растворимости кислорода в этих металлах и различной энергии образования оксидов ниобия и тантала приводит к разделению этих металлов, вытеснению тантала к поверхности образцов и повышенному заполнению кислородом их сердцевины.

5.Граница раздела ниобия и тантала создает односторонний диффузионный барьер для диффузии кислорода из ниобия в тантал и не препятствует его диффузии из тантала в ниобий, что связано с более высоким уровнем химического потенциала кислорода в тантале по сравнению с ниобием.

6.Растворение кислорода в ниобии и тантале способствует подавлению деградационного процесса, связанного с восстановлением аморфного оксида базовым металлом. Это обусловлено уменьвением градиента химического потенциала кислорода и повышением энергетического барьера для кислорода на границе Не(0)/а-Не205 по сравнению с границей Мо/а-кэ^. Одновременно с этим

интенсифицируются деградационные процессы, связанные с кристаллизацией аморфной фазы.

7.Анодные оксидные пленки ниобия и тантала, разделенные на слои, за счёт циклического изменения состава электролита в процессе анодного окисления этих металлов, обладают повышенной стабильностью аморфного состояния (размерный эффект).

Апробация работы. Общие половения работы докладывались на III Всесоюзной научной конференции "Физика окисных пленок", Петрозаводск, 1991г. и включены в программу IU Всероссийской научно-технической конференции "Физика окисных пленок", Петрозаводск, 1994г.

Публикации. По теме работы имеется 8 публикаций.

Объем работы. Работа содермит введение, 4 главы, заключение, выводы, прйлонение, список литературы из 145 наименований. Работа излохена на 146 страницах машинописного текста, имеет 1 таблицу и 32 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРШЙНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, указаны ее научная новизна и прикладное значение, сформулированы цель и основные задачи исследования.

В первой главе - "Литературный обзор" - рассмотрены основные механизмы зарядопереноса, реализующиеся в неупорядоченных диэлектриках а-ИЬ^ и а-Та205, полученных анодным окислением соответствующих металлов. Отмечены неоднозначность и противоречивость их идентификации различными авторами. Обсуждается возмоаность реализации в определенных условиях одновременно нескольких механизмов зарядопереноса.

Поскольку проводимость пленок а-Ме20£ в исследуемых слоистых

структурах носит униполярный характер, в обзоре обсуждаются причины асимметрии электропроводности таких пленок. Весь набор трактовок можно условно разделить на три группы. Первая группа связывает асимметрию электропроводности с гетерогенным строением анодных оксидов ниобия и тантала (наличием макродефектов в виде пор, трещин, пустот и т.п.). В этом случае асимметрия электропроводности объясняется либо явлением электроосмоса, либо выпрямительными свойствами контакта металл-полупроводник для случая слоистых структур с внешним электродом из полупроводниковой двуокиси марганца. Ко второй группе относятся трактовки, связывание асимметрии электропроводности с различием условий протекания тока через границы Ме/а-ИегОу и а-Ие20^-/про-тивоэлектрод. Третье группу составляют гипотезы, объяснявшие асимметрию электропроводности электронными и ионными процессами в объеме оксидного диэлектрика. В обзоре отмечается, что вопрос о природе асимметрии электропроводности пленок а-ЛЬ^ и а-Таг05-остается в настоящее время открытым. Кроме того, описываются попытки уменьвения коэффициента асимметрии электропроводности за счет снижения уровня токов в пропускающем направлении, Зто достигается за счет повынения однородности структуры и химического состава оксидной пленки, а также за счет ограничения инаекции электронов нз базового металла в пленку а-Ие20,5-.

В обзоре обсуждаются вопросы, связанные с пониженной устойчивостью аморфного состояния пленок а-Уе205 и их естественной и искусственной кристаллизацией. Отмечаются особенности полевой кристаллизации таких пленок при длительном воздействии на них сильных электрических полей в слоистых структурах с жидким электролитом в качестве противоэлектрода. Выделяются параметры, оказывающие наиболее существенное влияние на процесс полевой кристаллизации: химический состав оксида, его толщина (размерный эффект), состояние поверхности базового

- 9 -

металла и условна выращивания оксидной пленки.

Проведен анализ литературных данных, касавцихся влияния примесей различного типа в ниобии и тантале на электрические свойства анодных оксидных пленок, выраценннх на поверхности этих металлов. Отмечается, что введение примесей в базовый металл моает привести как к улучпенив, так и к ухудоенив диэлектрических свойств и стабильности пленок а-Ме20^-. Наиболее активной примесьв внедрения в ниобии и тантале является кислород, который по сравненив с другими типичнами примесями внедрения (азотом, углеродом, водородом) характеризуется максимальной теплотой растворения. Однако,приведенные данные не позволяют дать однозначнуп оценку влияние кислорода в ниобии и тантале на электрические свойства и структурнуп стабильность слоистых структур Не(0)/а-Иег05-.

Во второй главе - "Ивтодики препарирования и исследования образцов" - описаны экспериментальные образцы, условия их препарирования и используемые в работе методики исследований.

Исследовались либо планарные образцы на основе компактного металла СНЬ или Та) в виде фольги или проволоки, либо объемнопорисше образцы на основе спеченного в вакууме ниобиевого или танталового пороика. В ряде случаев базовый металл слоистых структур предварительно насыщали кислородом из газовой фазы или путем диффузии из областей с высоким содерванием кислорода. Пленки а-Ие205 были получены методом анодного окисления ниобия или тантала. В качестве внезнего электрода при электрических измерениях использовались прихимные зонды из того зе металла, что н базовый, а такяе твердый электролит - полупроводниковая двуокись марганца, полученная пиролизом нитрата марганца.

Химический состав образцов исследовался методами лазерной и вторичноионной масс-спектрометрии, а фазовый состав контролировался методами рентгеноструктурного анализа.

- 10 -

Исследование электрических свойств образцов осуществлялось путем съемки и последующей обработки на ЭВН их вольт-амперных и емкостных характеристик при различной поляризации базового металла.

Исследования массопереноса в слоистых НДП-структурах Ме/а-Не205/Ип02, связанного с транспортом через них кислорода, проводились в ревимв химического источника тока (ХИТ). Этот ревим связан с окислительно- восстановительными реакциями на межфазных границах металл/диэлектрик и диэлектрик/полупроводник, согласованными за счет ионной проводимости диэлектрика. Данная методика позволяет выделять ионную составляющую проводимости пленок а-Кег05, вычислять энергию активации ионного переноса, а также контролировать изменение градиентов химических потенциалов носителей тока,

В третьей главе - "Сопоставление деградационных процессов в слоистых структурах на основе ниобия и тантала" - приведены результаты изучения структурных и электронных аспектов деградации слоистых структур на основе нелегированных металлов.

Результаты исследований МДП-структур в режиме ХИТ показывают, что в равных условиях в структурах на основе ниобия потоки ионов кислорода значительно выие, а энергия активации Н ионного переноса ниже, чем в случае аналогичных структур на основе тантала. Вид зависимостей электронной проводимости б" пленок а-Ме20$ и энергии активации Н от величины ионного заряда 0 для слоистых структур обоих типов качественно совпадает: существуют области монотонного (при 0<Сп) и скачкообразного (при 0>0п) изменения величин и Н. Однако значение порогового заряда Оп для МДП-структуры на основе тантала значительно больвв, чем для ЦДЛ-структуры на основе ниобия, а изменение величин & и Н при 0>Цп значительно меньве.

Различия в протекании деградационных процессов в слоистых

структурах на основе ниобия и на основа тантала проявляются и при вакуумном отжиге сэндвичей Ме/а-ИегОу, исключающем подпитку кислородом пленки а-Уе205 из полупроводника и из окружающей среды. Контроль результатов отжига проводился посредством съемки вольт-амперных характеристик СВАХ) слоистых структур с привимным электродом из того же металла, что и базовый металл. Механизм протекания токов через такие МДМ-структуры связан с инфекцией носителей тока из металлических электродов в аморфный диэлектрик а-11е205-,

В результате проведенных исследований установлено, что ВЙХ ниобиевых слоистых структур симметричны относительно полярности приложенного напряжения как до, так и после отяига. В результате отжига обе ветви ВЙХ сдвигаются синхронно вдоль оси ординат в область больших токов. Анализ иннекционных токоп показал, что наблюдаемые при отяиге изменения ВАХ обусловлены интегральным уменьшением плотности и сужением к краям щели подвизности спектра ловушечных уровней в пленке а-МЬ20у. Природа этих уровней связана с аморфным состоянием диэлектрика,' то есть с отсутствием в нем дальнего порядка и наличием оборванных связей. Таким образоа одновременное воздействие низкотемпературного отжига и частичного восстановления аморфного диэлектрика базовым металлом приводит к его начальному упорядочению. Упорядочение не происходит при воздействии только отжига без изменения химического состава оксида. Обнаруженное упорядочение обратимо снимается при доокислении оксидной планки до стехиоквтричвского состава.

В случае слоистых структур на осново тантала ситуация качественно отлична. Исходная ВАХ близка к симметричной, а в результате отаига ВАХ становится резко асимметричной за счет преимущественного роста токов при отрицательной поляризации базового металла. Одновременно с этим ослабляется толщинная зависимость тока на этой ветви ВАХ. Такая ситуация связывается с

формированием в диэлектрике областей с повышенной инжекционной способностью за счет размерного фактора: в этих местах размер инжектирующего электрода существенно меньве размера анода и сопоставим с толщиной диэлектрической пленки. Поавление локальных проводящих участков в пленке а-Та205 в процессе отжига подтверждается данными электрографических исследований.

На основании результатов изучения массо- и зарядопереноса в исследуемых структурах были построены схемы распределения в них кислорода в исходном состоянии и на разных стадиях деградации. Из этих схем вытекает, что структурные и электронные последствия деградации в таких слоистых структурах определяются соотношением кинетических параметров, характеризующих транспорт через них кислорода, а именно, коэффициентов диффузии кислорода в объемах отдельных слоев и скоростей окислительно-восстановительных реакций на межслоевых границах. Поскольку соотношение этих параметров является различным в структурах на основе ниобия и на основе тантала, то и последствия деградации оказываются различными. Так в случае ниобиевых структур в объеме а-НЬ205 формируются каналы с повышенной нестехиометрией химического состава и соответственно повывенной электропроводностью. Сквозной характер каналов обеспечивает симметрию ВЙХ таких структур на всех стадиях деградации. В случае слоистых структур на основе тантала в пленке а-Таг0$ на границе с танталом формируются локальные выделения металлической фазы, которые являются концентраторами электрического поля и обуславливают рост инжекционного тока и ослабление толщинной зависимости. Эти выделения являются также эффективными центрами кристаллизации аморфной фазы, в связи с чем активизируются деградационные процессы, связаннме с кристаллизацией аморфного диэлектрика,

В четвертой главе - "Особенности деградационных процессов в слоистых структурах на основе твердых растворов кислорода в

ниобии и тантале" - приведены результаты исследований структурных и электронных аспектов деградации слоистых структур на основе кислородсодержащих металлов.

Согласно результатам масс-спектрометрических исследований при растворении в ниобии и тантале кислорода из газовой фазы при Т=2000К распределение примесей по толщине образцов было близко к однородному. Исключение составляли ниобиевые образцы, в которых содернание кислорода приближалось к пределу его растворимости в ниобии. В этом случае происходит разделение ниобия и тантала, тантал вытесняется к поверхности образцов, а их сердцевина характеризуется повышенным содержанием кислорода. Такое разделение тантала и ниобия в твердом растворе КЬ(Та) с неограниченной взаимной растворимостью компонентов обусловлено минимизацией свободной энергии системы при наличии третьего компонента - кислорода. В этом процессе существенную роль играют различия в предельной растворимости кислорода в ниобии и в тантале, а также различия в энергиях формирования оксидных фаз этих металлов.

При введении кислорода в образцы путей диффузии из обогащенных кислородом областей, распределение кислорода зависит от типа металла источника и типа металла приемника кислорода. При диффузии кислорода из тантала в ниобий значения концентрации кислорода несколько выше расчетных значений, полученных на основании репения второго уравнения Сика. Это связано с вкладов поверхностной диффузии кислорода, поскольку границы зерен в данных образцах располагались перпендикулярно диффузионному потоку и, следовательно, вкладом зернограничной диффузии монно пренебречь. Аналогичная ситуация наблюдается и при диффузии кислорода из ниобия в ниобий и из тантала в тантал. Качественно отличная ситуация наблюдается при диффузии кислорода из ниобия в тантал. В этом случае концентрационный профиль кислорода

расположен гораздо ниве расчетной кривой. Это объясняется формированием на границе Nb/Ta одностороннего диффузионного барьера, ограничивающего диффузию кислорода из ниобия в тантал за счет более высокого химического потенциала кислорода в тантале, чем в ниобии.

Процессы массопереноса в слоистых структурах на основе кислородсодержащих металлов исследовались как в режиме химического источника тока, так и на основании результатов емкостных измерений. При диффузии кислорода из а-Ые205 в Не электрическая емкость образцов увеличивается из-за уменьшения эффективной толщины диэлектрика и роста его диэлектрической проницаемости, что позволяет по изменению емкости судить о степени стабильности химического состава пленок а-Ме205. При вакуумном отжиге сэндвичей Nb(0)/a-Hb20s наблюдается монотонное уменьвение относительного изменения емкости с ростом концентрации кислорода в Nb(0), то есть постепенная стабилизация химического состава пленок a-Nb^O;. В случае слоистой структуры на основе тантала стабилизация емкости и, следовательно, химического состава пленок а-Таг05 носит пороговый характер и происходит при достижении предела растворимости кислорода в тантале.

Исследования в режиме химического источника тока позволили установить, что уменьвение потока кислорода из a-He20s в Ме(0) в слоистых структурах Met 0)/а-Ме20$ при увеличении концентрации кислорода в твердом растворе Ме(0) связано с уменьвением градиента химического потенциала кислорода в таких структурах, а такве с увеличением энергетического барьера для кислорода на мевсдоевой границе. В структурах на основе чистых ниобия и тантала значения этой энергии составляют 1.52зВ и 1.80эВ соответственно, а в структурах на основе насыщенных твердых растворов Nb(0) и Та(0) значения этой энергии составляют 1.68эВ и 1.92зВ соответственно.

- 15 -

При исследовании процессов зарядопереноса в

свежеприготовленных слоистых структурах на основе насыщенных твердых растворов кислорода в ниобии и тантале было установлено, что их электрические свойства эквивалентны электрическиы свойствам слоистых структур на основе чистых металлов на заверяающей стадии деградации. Пленки а-Не205 в таких структурах характеризуются пониженной устойчивостью против кристаллизации, что может быть обусловлено формированием в них включений кристаллических фаз уже на стадии выращивания аморфной оксидной пленки. Природа этих включений связана с локальный пересыщением кислородом твердых растворов Не(0) и выделением из них дисперсь. частиц кристаллических оксидов соответствующих металлов. При анодном окислении Ые(О) такие частицы проникают в пленку а-Ме205, частично растущую вглубь подложки, и слуаат эффективными центрами Кристаллизации аморфной фазы.

Таким образом, при растворении кислорода в базовых металлах слоистых структур Ме(0)/а-Не205 одновременно со стабилизацией химического состава пленок а-Ме20$ за счет подавления окислительно-восстановительной реакции на меаслоевой границе, активизируются деградационные процессы, связанные с кристаллизацией аморфного диэлектрика.

Для повышения устойчивости пленок а-Цв2й$ против кристаллизации было предложено разделять их на слои в процессе анодирования. Этот эффект достигался за счет циклического изменения концентрации электролита (водного раствора ортофосфорной кислоты), в котором производилось анодное окисление-ниобия и тантала. Благодаря этому в пленках а-Ме20^ формировались слои с высоким и низким содержанием фосфора. По данным металлографических исследований при одинаковых внешних воздействиях плотность и средний размер кристаллов в таких пленках а-Цв205 значительно ыеньЕВ, чем в однородных по составу

оксидных пленках.

В разделе "Заключение" обобщены основные результаты исследований. Описаны механизмы деградации слоистых структур на основе ниобия и тантала и показана их взаимосвязь. Выделены доминирующие механизмы деградации в зависимости от концентрации кислорода в базовом металле. Показан пинцип создания слоистых структур с повывенной устойчивостью против деградации.

В приложении к работе приведена программа для обработки вольт-амперных характеристик слоистых структур.

05ЦИЕ ВЫВОДЫ

1. В работе проведен сопоставительный анализ структурных и электронных аспектов деградации слоистых структур на основе ниобия и тантала. Показано, что в основе деградации таких слоистых структур лежат два взаимосвязанных процесса старения и распада пересыщенных твердых растворов: твердого раствора кислорода в базовом металле и твердого раствора "вакансий" кислорода в аморфных оксидных пленках. Результатом обоих процессов является уменьжение стабильности аморфной фазы в связи с появлением в ней выделений кристаллических фаз.

2. Установлено, что причиной различия деградационных процессов в слоистых структурах на основе ниобия и на основе тантала является различное соотновение кинетических параметров, характеризующих транспорт кислорода через их отдельные слои и межслоевые границы. Это обуславливает различные структурные последствия деградации и различный характер трансформации электрических свойств таких структур.

3. На основании комплексного анализа процессов массо- и зарядопереноса в исследуемых слоистых структурах установлены следующие структурные превращения в аморфных оксидных пленках ниобия и тантала: начальное упорядочение аморфного оксида при его одновременном частичном восстановлении, формирование сквозных каналов с повышенным отклонением химического состава от стехиометрического, выделение дисперсных частиц кристаллических фаз вблизи границы с базовым неталлом.

4. Обнаруаен эффект разделения тантала и ниобия в тройном твердом растворе НЬ(Та,0) при концентрации кислорода близкой к пределу его растворимости в ниобии при Т=300К. При этом тантал вытесняется к поверхности ниобиовых образцов, а их внутрення часть характеризуется повызвннам содеряанием кислорода. Обогащение танталом поверхности ниобия препятствует экстракции из него кислорода, а такие изменяет условия массо- и зарядопереноса через границу ниобия с собственный высвиы оксидом.

5. Установленно, что растворение кислорода в ниобии и тантале способствует подавлению деградационных процессов в слоистых структурах, связанных с транспортом кислорода из аморфной оксидной пленки в базовый металл, за счет уменьпения градиента химического потенциала кислорода и повывения энергетического барьера для кислорода на границе Н8С0)/а-Ие205, Одновременно с этим интенсифицируются деградационниз процессы, связанные с кристаллизацией аморфной фазы.

6. Разработан способ выращивания анодиих оксидных пленок ниобия и тантала с повыненной стабильностью аморфного состояния. Способ основан на раздзлении аморфной фазы на слои, за счёт

- 18 -

циклического изменения состава электролита в процессе анодного окисления ниобия и тантала. Способ защищен авторским свидетельством.

Основные полонения и результаты диссертации изложены в таких публикациях:

1. Палатник Л.С., Турин В.Н., Поздеев В.Л., Баташева Л.П.. Родионова О.В., Стариков В.В. "Способ изготовления оксидных коденсаторов" A.c. N1549390 от 8.11.89.

2. Бойко Б.Т., Копач В.Р., Круведольская Н.Г., Панчеха П.Д., Поздеев Ю.Л., Стариков В.В. Влияние вакуумного отжига на асимметрию электропроводности пленок пятиокиси тантала// Известия Вузов. Физика. 1991.Wl. С.46-50.

3. Бойко Б.Т., Копач В.Р., Панчеха П.ft., Поздеев Ю.Л., Стариков.В.В. Моделирование деградационных процессов в танталовых и ниобиевых оксидно-полупроводниковых конденсаторах// Электронная техника. Сер. Упр. качеством. Стандартизация, метрология, испытание. 1991. Вып.1(143). С.27-30.

4. Поздеев Ю.Л., Панчеха П.А., Копач В.Р., Стариков В.В, Особенности асимметрии электропроводности оксидно-полупроводниковых конденсаторов// Тезисы докладов III Всесоюзной научной конференции "Физика окисных пленок", Петрозаводск, 1991г.

5. Поздеев Ю.Л., Гурин В.Н., НабокаМ.Н., Стариков В.В. Влияние примесей на электрические и механические свойства танталовых выводов// Тезисы докладов III Всесоюзной научной конференции "Физика окисных пленок", Петрозаводск. 1991г.

6. Boiko В.Т., Kopach U.R., Melentjev S.U., Pancheha P.A., Pozdeev Yu.L., Starikov U.U. Couparlson of the degradation modes in sandwich structures including amorphous oxides of niobiua and